Vedci z Imperial College London vymysleli novú štruktúru podobnú listom, ktorá dokáže zhromažďovať a vytvárať fotovoltaickú slnečnú energiu a vyrábať sladkú vodu, ktorá napodobňuje proces, ktorý sa vyskytuje v skutočných rastlinách.
Inovácia, nazvaná „PV listom“, „používa nízkonákladové materiály, ktoré by mohli inšpirovať novú generáciu technológií obnoviteľnej energie.“
Štúdie ukázali, že fotovoltaické listy „môžu generovať viac ako 10 percent viac elektriny ako konvenčné solárne panely, ktoré strácajú až 70 percent slnečnej energie do životného prostredia.“
Ak bude vynález použitý efektívne, by do roku 2050 mohol vynálezovať aj viac ako 40 miliárd kubických metrov čerstvej vody.
„Tento inovatívny dizajn má veľký potenciál na významné zlepšenie výkonnosti solárnych panelov a zároveň poskytuje nákladovú efektívnosť a praktickosť,“ uviedol Dr. Qian Huang, emeritný výskumný pracovník na Katedre chemického inžinierstva a autor novej štúdie.
Umelé listy sú navrhnuté tak, aby eliminovali potrebu čerpadiel, ventilátorov, ovládacích skriniek a drahých poréznych materiálov.Poskytuje tiež tepelnú energiu, prispôsobuje sa rôznym slnečným podmienkam a toleruje okolité teploty.
„Implementácia tohto inovatívneho dizajnu hárkov môže pomôcť urýchliť globálny prechod energie a zároveň riešiť dve naliehavé globálne výzvy: rastúci dopyt po energetike a sladkej vode,“ uviedol Christos Kristal, vedúci laboratória procesov čistej energie a autor štúdie.povedal Markides.
Fotovoltaické listy sú založené na skutočných listoch a napodobňujú proces transpirácie, čo umožňuje rastline prenášať vodu z koreňov na špičky listov.
Týmto spôsobom sa voda môže pohybovať, distribuovať a odparovať cez PV listy, zatiaľ čo prírodné vlákna napodobňujú žilové zväzky listov a hydrogel napodobňuje bunky špongie na účinné odstránenie tepla zo solárnych PV buniek.
V októbri 2019 tím vedcov z University of Cambridge vyvinul „umelý list“, ktorý dokáže produkovať čistý plyn nazývaný plyn syntézy iba slnečným žiarením, oxidom uhličitého a vodou.
Potom, v auguste 2020, vedci z tej istej inštitúcie inšpirovaní fotosyntézou vyvinuli plávajúce „umelé listy“, ktoré môžu na výrobu čistej paliva používať slnečné svetlo a vodu.Podľa správ v tom čase by tieto autonómne zariadenia boli dostatočne ľahké na to, aby sa vznášali a boli udržateľnou alternatívou k fosílnym palivám bez toho, aby vzali pôdu ako tradičné solárne panely.
Môžu byť listy základom pre presun od znečisťujúcich palív a smerom k čistejším a zelenším možnostiam?
Väčšina slnečnej energie (> 70%), ktorá zasiahne komerčný PV panel, sa rozptýli ako teplo, čo vedie k zvýšeniu jeho prevádzkovej teploty a výraznému zhoršeniu elektrického výkonu.Slnečná energetická účinnosť komerčných fotovoltaických panelov je zvyčajne menšia ako 25%.Tu demonštrujeme koncept hybridnej polygeneračnej fotovoltaickej čepele s biomimetickou transpiračnou štruktúrou vyrobenou z environmentálneho, lacných a široko dostupných materiálov pre účinnú reguláciu pasívnej teploty a polygeneráciu.Experimentálne sme preukázali, že biomimetická transpirácia môže odstrániť asi 590 W/m2 z fotovoltaických buniek, znížiť teplotu buniek približne o 26 ° C pri 1 000 W/m2 osvetlení a viesť k relatívnemu zvýšeniu energetickej účinnosti 13,6%.Okrem toho môžu PV čepele synergicky používať obnovené teplo na generovanie ďalšieho tepla a čerstvej vody v jednom module, čo výrazne zvyšuje účinnosť využívania solárnej energie z 13,2% na viac ako 74,5% a generuje sa viac ako 1,1 l/ h. ./ m2 čistej vody.
Čas odoslania: 29. augusta 2023