מגבירים את השקיפות

המון משטחי זכוכית מקיפים אותנו - החלונות בחדר השינה, שמשת הזכוכית במכונית, מסך הטלפון החכם... זכוכית בכל מקום. מה אם היינו יכולים לרתום את כל המשטחים השקופים הללו לתפקיד נוסף, למשל לייצר אנרגיה? זה בדיוק מה שצוות חוקרים מאוניברסיטת מישיגן הצליח לפתח במעבדת המחקר של הפקולטה להנדסה - משטחים שקופים המייצרים אנרגיה סולארית מבלי לחסום את הנוף. הפיתוח הזה נקרא "ממקד סולארי זרחני שקוף" (Transparent Luminescent Solar Concentrator), והוא יכול להשתלב על כל חלון בכל בניין ולהפוך אותו למפעל אנרגיה מרשים.

המשטח הסולארי השקוף. הופך חלונות למפעל אנרגיה | צילום: Yimu Zhao

המחקר בתחום של ייצור אנרגיה סולארית ממשטחים שקופים לא חדש. הוא מתנהל כבר שנים אבל בתוצאות מאכזבות: המשטחים השקופים לא ממש שקופים, הם נצבעים בצבעים זרחניים ויכולתם לייצר אנרגיה נמוכה. "איש לא רוצה לשבת מאחורי זכוכית צבועה", אמר פרופסור ריצ'רד לאנט (Lunt), ממובילי המחקר, לעיתון האוניברסיטה. "החלונות שעד היום הצליחו לייצר אנרגיה היו בגוון זרחני, מה שיצר סביבה מאוד צבעונית, כמו לגור או לעבוד בדיסקוטק. אנחנו נקטנו גישה שהופכת את הצבעוניות לשקופה לחלוטין על ידי שימוש במולקולות אורגניות קטנות שאוספות גלי אור בלתי נראים לעין האנושית. זה מה שמאפשר לנו לייצר אנרגיה ולשמור על שקיפות".

המשטחים אוספים גלי אור מסוג אולטרה־סגול ואינפרה־אדום ומסיעים אותם במסלול שממוקם בקצה המשטח. שם, בשוליים, מיוצרת האנרגיה: הקרינה זרחנית באורכי גל אינפרה־אדום נלכדת ברצועות תאים פוטו־וולטאיים שממירים אותה לאנרגיה. משום שהאנרגיה שנאספת היא באורכי גל שהעין האנושית לא מזהה, המשטח עצמו נשאר שקוף.

האפשרות הזו של להניח תאים סולאריים המייצרים אנרגיה באופן בלתי פולשני, מציעה פוטנציאל עצום לפריסה גלובלית. אף שהפיתוח עדיין בשלבים ראשוניים, החוקרים מציינים שעלויותיו נמוכות מאוד ביחס למוצרים מקבילים. הוא יאפשר כיסוי של משטחים שקופים עצומים על גבי מגדלים ובבתי מגורים, ואפילו יהפוך את מסך הטלפון החכם לתא סולארי שיאפשר בעתיד להטעין את הטלפון בעזרת קרינת השמש בלבד. יותר מכל, הטכנולוגיה תאפשר להפוך את משטחי איסוף אנרגיית השמש שלנו לאסתטיים יותר. לאנט מדבר על מצב שבו כלל לא נדע שמשטח מסוים הוא גם תא סולארי, אבל הוא גם מודה, באופן שקוף לחלוטין, שהדרך לשם עוד ארוכה.