Канадски учени направиха голям пробив в технологиите за слънчева енергия, като получиха нов материал, способен да преобразува директно слънчевата светлина в топлина с безпрецедентна ефективност. Той се състои от тънки слоеве от специална фаза на титанов оксид. Разработката може да доведе до нови технологии за енергийно ефективни сгради, устойчиво производство на горива и пречистване на вода без допълнителен източник на електроенергия извън слънчевата светлина.

Традиционните методи за производство на титанови оксиди са изпълнени с трудности, пише IE. Този материал принадлежи към групата на „Магнели-фазите“, субстехиометрични форми на титанов оксид с уникални електрически и химически свойства. Въпреки че потенциалът му вече е признат, съществуват проблеми с практическото му приложение. Методите за термична редукция под формата на прах обикновено не позволяват синтез на чиста фаза на материала Ti₄O₇, нито пък могат да контролират прецизно неговия състав, морфология и наноструктура, което ограничава потенциала на материала, особено неговата електропроводимост.

За да преодолеят тези ограничения, учените от Националния научен институт (INRS) приложиха магнетронно разпрашване – метод за отлагане на тънки слоеве, широко използван в полупроводниковата индустрия. Те отлагат слоеве с дебелина няколкостотин нанометра върху различни подложки, включително метал, силиций и стъкло. Филмът Ti₄O₇ напълно променя свойствата на повърхността на субстрата, която може да достигне сравнително голяма площ.

Присъщата корозионна устойчивост и високата електропроводимост на материала го правят подходящ за създаване на високоефективни аноди, които могат ефективно да отстраняват устойчивите замърсители от водата. Освен това материалът може да бъде полезен при производството на водород и амоняк.

„Благодарение на изключителната си способност за фототермично преобразуване този тип покритие е подходящ и за производството на интелигентни отопляеми прозорци, което е значително предимство по отношение на разходите и енергийната ефективност“, се казва в прессъобщението.

Що се отнася до ползите за науката, резултатите от работата за първи път установиха фундаменталната връзка между оптичната поглъщателна способност и ефективността на преобразуване на Ti₄O₇ слоевете.