Ultrazwart materiaal voor zonnethermische energiecentrales absorbeert 99,5% van het zonlicht.

Energie

Redactieteam van de website voor technologische innovatie - 30 oktober 2025

Geïdealiseerd beeld van een zonnethermische installatie. [Afbeelding: gegenereerd door SIT/AI]

Helemaal zwart

Als je naar een zonnethermische energiecentrale kijkt, lijkt alles extreem: een enorm veld met spiegels vangt de warmte van de zon op en richt deze op een toren ter grootte van een gebouw van 20 verdiepingen. Daar wordt de verzengende hitte gebruikt om een ​​vloeistof te verwarmen, waarmee vervolgens turbines worden aangedreven en elektriciteit wordt opgewekt.

Het is dan ook verbazingwekkend dat de efficiëntie van deze schone en hernieuwbare energiecentrales afhankelijk is van structuren die zo klein zijn dat ze met het blote oog niet te zien zijn. Sterker nog, om ze te kunnen zien, is een zeer krachtige microscoop nodig.

Het doel is om het materiaal te vinden met de hoogst mogelijke thermische absorptie, zodat het de maximale hoeveelheid warmte kan opvangen wanneer de zon schijnt. In de praktijk gaat het erom zo zwart mogelijk materiaal te produceren, zodat het zoveel mogelijk van het spectrum absorbeert zonder iets te reflecteren en zo de maximale hoeveelheid warmte vast te leggen.

"Hoe meer we effectievere absorberende materialen kunnen ontwikkelen, hoe concurrerender de systemen zullen zijn en hoe meer mogelijkheden we zullen creëren voor dit type energie", aldus professor González de Arrieta van de Universiteit van Baskenland in Spanje. "We voeren thermo-optische analyses uit om de absorptie-eigenschappen van de monsters die we ontvangen te meten. Internationaal zijn er maar weinig laboratoria die zich toeleggen op onderzoek bij hoge temperaturen."

En nu heeft het team een ​​materiaal gevonden dat niet alleen tot de meest efficiënte ooit beoordeelde materialen behoort, maar ook de nodige eigenschappen bezit voor praktisch gebruik in zonnethermische energiecentrales.

De hele gigantische structuur van de zonne-energiecentrale is afhankelijk van deze nanostructuren, die met het blote oog onzichtbaar zijn. [Afbeelding: González de Arrieta et al. - 10.1016/j.solmat.2025.113840]

Beter dan koolstofnanobuizen.

Het zwartste materiaal ooit vervaardigd, werd gemaakt met koolstofnanobuisjes . Hoewel deze minuscule buisjes in bijna elke laboratoriumomgeving recordbrekend zijn, zijn ze niet geschikt voor alle praktische toepassingen.

"Koolstofnanotubes zijn niet stabiel bij hoge temperaturen en een hoge luchtvochtigheid. Daarom moeten ze worden gecoat met sterkere materialen, wat hun optimalisatie beperkt. Koolstofnanotubes absorberen ongeveer 99% van het licht, maar ze kunnen niet worden gebruikt in zonnetorens", legt Arrieta uit.

Het team identificeerde vervolgens een andere nanostructuur, een nanonaald – deze nanonaalden zijn niet hol zoals nanotubes – gemaakt van een substantie genaamd _{koperkobaltaat} ( _CuCo2O4 ).

"Ze zijn veel stabieler bij hoge temperaturen en bovendien absorberen de met zinkoxide gecoate nanonaalden meer dan de nanotubes die tot nu toe werden gebruikt. De materialen die momenteel in zonnetorens worden gebruikt (zwart silicium) absorberen 95% van het licht, wat veel is; koper-kobalt nanonaalden absorberen echter 99% van het licht, en die met zinkoxide gecoat zelfs meer, namelijk 99,5%," aldus Arrieta.

Het team verwacht dat hun materiaal snel onder realistische omstandigheden kan worden getest. Dit belooft de energieopwekking aanzienlijk te verhogen, zelfs bij reeds geïnstalleerde zonnethermische energiecentrales.

Ander nieuws over:

Meer onderwerpen