Naukowcy z Imperial College London wymyślili nową strukturę podobną do liści, która może zbierać i generować fotowoltaiczną energię słoneczną i wytwarzać słodką wodę, naśladując proces występujący w prawdziwych roślinach.
Nazwana „arkuszem PV” innowacja „wykorzystuje tanie materiały, które mogłyby zainspirować nową generację technologii energii odnawialnej”.
Badania wykazały, że liście fotowoltaiczne „mogą generować więcej niż 10 procent więcej energii elektrycznej niż konwencjonalne panele słoneczne, które tracą do 70 procent energii słonecznej w środowisku”.
W przypadku skutecznego zastosowania wynalazek może również wytworzyć ponad 40 miliardów metrów sześciennych słodkiej wody rocznie do 2050 r.
„Ten innowacyjny projekt ma ogromny potencjał, aby znacznie poprawić wydajność paneli słonecznych, zapewniając jednocześnie opłacalność i praktyczność”-powiedział dr Qian Huang, emerytowany badacz z Departamentu Inżynierii Chemicznej i autor nowego badania.
Sztuczne liście zostały zaprojektowane w celu wyeliminowania potrzeby pomp, wentylatorów, skrzynek sterujących i drogich porowatych materiałów. Zapewnia również energię cieplną, dostosowuje się do różnych warunków słonecznych i toleruje temperatury otoczenia.
„Wdrożenie tego innowacyjnego projektu arkusza może pomóc w przyspieszeniu globalnego przejścia energetycznego, jednocześnie zajmując się dwoma palącymi globalnymi wyzwaniami: rosnącym zapotrzebowaniem na energię i słodką wodę”, powiedział Christos Kristal, szef laboratorium Clean Energy Processes i autor badania. Powiedział Markides.
Liście fotowoltaiczne są oparte na prawdziwych liściach i naśladują proces transpiracji, umożliwiając roślinę przenoszenie wody z korzeni do końców liści.
W ten sposób woda może poruszać się, rozpowszechniać i odparowować przez liście PV, podczas gdy naturalne włókna naśladują wiązki żył liści, a hydrożel naśladuje komórki gąbki, aby skutecznie usunąć ciepło z słonecznych komórek PV.
W październiku 2019 r. Zespół naukowców z University of Cambridge opracował „sztuczny liść”, który może wytwarzać czysty gaz o nazwie Synthesis Gas z wykorzystaniem tylko światła słonecznego, dwutlenku węgla i wody.
Następnie, w sierpniu 2020 r. Naukowcy z tej samej instytucji, inspirowani fotosyntezy, opracowali pływające „sztuczne liście”, które mogą wykorzystywać światło słoneczne i wodę do produkcji czystego paliwa. Według doniesień w tym czasie te autonomiczne urządzenia byłyby wystarczająco lekkie, aby unosić się i być zrównoważoną alternatywą dla paliw kopalnych bez zajmowania ziemi jak tradycyjne panele słoneczne.
Czy liście mogą być podstawą odejścia od zanieczyszczenia paliw i w kierunku czystszych, zielonych opcji?
Większość energii słonecznej (> 70%), która uderza w komercyjny panel PV, jest rozpraszana jako ciepło, co powoduje wzrost temperatury roboczej i znaczne pogorszenie wydajności elektrycznej. Efektywność energii słonecznej komercyjnych paneli fotowoltaicznych jest zwykle mniejsza niż 25%. Tutaj pokazujemy koncepcję hybrydowego ostrza fotowoltaicznego z biomimetyczną strukturą transpiracyjną wykonaną z przyjaznych dla środowiska, niedrogich i szeroko dostępnych materiałów do skutecznej pasywnej kontroli temperatury i poligeneracji. Eksperymentalnie wykazaliśmy, że transpiracja biomimetyczna może usunąć około 590 W/m2 ciepła z komórek fotowoltaicznych, zmniejszyć temperaturę komórek o około 26 ° C przy 1000 W/m2 oświetlenia i powodować względny wzrost wydajności energetycznej o 13,6%. Ponadto łopatki PV mogą synergistycznie wykorzystywać odzyskane ciepło do generowania dodatkowego ciepła i słodkiej wody jednocześnie w jednym module, znacznie zwiększając ogólną wydajność wykorzystania energii słonecznej z 13,2% do ponad 74,5% i wytwarzając ponad 1,1 l/ h . / m2 czystej wody.
Czas po: 29-2023 sierpnia