O echipă de cercetători din China a dezvoltat un lemn special, capabil să absoarbă energia solară în timpul zilei și să o elibereze gradual pe timpul nopții, generând astfel căldură sau chiar electricitate. Studiul, publicat în revista Advanced Energy Materials și citat de Descopera.ro, explică cum lemnul de balsa a fost transformat într-un material inovator pentru stocarea căldurii solare.
Dezvoltarea acestei tehnologii a pornit de la limitările întâlnite în funcționarea panourilor solare tradiționale, care depind de lumina zilei și de costurile mari asociate stocării energiei. Procesul de creare a lemnului termic presupune eliminarea ligninei, substanța ce conferă rigiditate lemnului, pentru a obține o structură poroasă, asemănătoare unui burete.
Aceste canale microscopice au fost acoperite cu fosforenă neagră, un material cu eficiență ridicată în absorbția luminii solare și conversia ei în căldură. Pentru protejarea stratului activ și creșterea performanței, cercetătorii au folosit acid tanic și ioni de fier, precum și nanoparticule de argint. Lemnul a fost impregnat cu acid stearic, care acționează ca un rezervor termic, stocând energia atunci când se încălzește și eliberând-o la răcire.
Capacitatea de stocare a energiei termice în lemnul modificat este de aproximativ 175 kilojouli pe kilogram (echivalentul a 0,0486 kWh/kg). Astfel, un metru cub de lemn, cântărind în jur de 160 kg, poate acumula circa 7,8 kWh de căldură.
Aplicat unei case tipe de 100 mp, cu pereți și acoperiș construiți din acest material, volumul total de lemn activ ar putea ajunge la 41,6 metri cubi, permițând stocarea unei energii termice totale de peste 320 kWh. Aceasta ar putea alimenta sistemul de încălzire între:
- 10–20 de zile pentru o locuință foarte bine izolată, cu consum zilnic între 15 și 20 kWh;
- 5–8 zile pentru o casă cu consum obișnuit, între 40 și 60 kWh pe zi;
- 2–3 zile pentru o locuință slab izolată, unde consumul ajunge între 90 și 120 kWh zilnic.
În condiții de vară, lemnul s-ar putea încărca complet după o zi însorită, stocând energia necesară pentru generarea apei calde sau pentru producția de electricitate. Iarna, din cauza radiației solare reduse, încărcarea este mai mică dar tot suficientă pentru câteva zile de încălzire.
Materialul poate produce și electricitate prin conectarea la un generator termoelectric, capabil să transforme căldura acumulată în curent electric. În condiții de laborator, s-au obținut până la 0,65 volți, o valoare insuficientă pentru alimentarea integrală a unei case, dar utilă pentru dispozitive mici sau sisteme inteligente de acasă.
Exemplul caselor din Norvegia, care folosesc lemn tratat termic pentru izolație, demonstra durabilitatea și eficiența lemnului în condiții dificile de temperatură. Această descoperire nu este menită să înlocuiască complet sistemele tradiționale de încălzire sau panourile solare, ci să completeze soluțiile energetice, aducând un aport semnificativ la autonomia termică a clădirilor.
În concluzie, lemnul termic creat de cercetătorii chinezi reprezintă o inovație promițătoare în domeniul construcțiilor sustenabile, capabilă să stocheze și să elibereze căldură pentru perioade îndelungate, reducând considerabil consumul de energie al locuințelor.
