Cercetătorii de la Imperial College London au inventat o nouă structură asemănătoare frunzelor care poate colecta și genera energie solară fotovoltaică și poate produce apă dulce, imitând procesul care are loc la plantele reale.
Numit „Foaie PV”, inovația „folosește materiale cu costuri reduse care ar putea inspira o nouă generație de tehnologii de energie regenerabilă”.
Studiile au arătat că frunzele fotovoltaice „pot genera mai mult de 10 la sută mai multă energie electrică decât panourile solare convenționale, care pierd până la 70 la sută din energia solară pentru mediu.”
Dacă este utilizat eficient, invenția ar putea produce, de asemenea, peste 40 de miliarde de metri cubi de apă dulce pe an până în 2050.
„Acest design inovator are un potențial mare de a îmbunătăți în mod semnificativ performanța panourilor solare, oferind în același timp rentabilitate și practică”, a spus dr. Qian Huang, cercetător emerit la Departamentul de Inginerie Chimică și autorul Noului Study.
Frunzele artificiale sunt concepute pentru a elimina nevoia de pompe, ventilatoare, cutii de control și materiale poroase scumpe. De asemenea, oferă energie termică, se adaptează la diferite condiții solare și tolerează temperaturile ambiante.
„Implementarea acestui design inovator de foi poate contribui la accelerarea tranziției globale de energie, abordând în același timp două provocări globale presante: creșterea cererii de energie și apă dulce”, a declarat Christos Kristal, șeful laboratorului de procese de energie curată și autor al studiului. Spuse Markides.
Frunzele fotovoltaice se bazează pe frunze reale și imită procesul de transpirație, permițând plantei să transfere apa de la rădăcini la vârfurile frunzelor.
În acest fel, apa se poate mișca, distribui și se evapora prin frunzele fotovoltaice, în timp ce fibrele naturale imită pachetele venei ale frunzelor, iar hidrogelul imită celulele unui burete pentru a îndepărta eficient căldura din celulele fotovoltaice solare.
În octombrie 2019, o echipă de oameni de știință de la Universitatea din Cambridge a dezvoltat o „frunză artificială” care poate produce un gaz pur numit gaz de sinteză folosind doar lumina soarelui, dioxid de carbon și apă.
Apoi, în august 2020, cercetătorii din aceeași instituție, inspirați de fotosinteză, au dezvoltat „frunze artificiale” plutitoare care pot folosi lumina soarelui și apa pentru a produce combustibil curat. Conform rapoartelor de la acea vreme, aceste dispozitive autonome ar fi suficient de ușoare pentru a pluti și ar fi o alternativă durabilă la combustibilii fosili, fără a prelua terenuri precum panourile solare tradiționale.
Frunzele pot fi baza pentru a vă îndepărta de combustibilii poluați și de opțiuni mai curate și mai ecologice?
Cea mai mare parte a energiei solare (> 70%) care atinge un panou fotovoltaic comercial este disipată ca căldură, ceea ce duce la o creștere a temperaturii sale de funcționare și o deteriorare semnificativă a performanței electrice. Eficiența energetică solară a panourilor fotovoltaice comerciale este de obicei mai mică de 25%. Aici demonstrăm conceptul unei lame fotovoltaice de poligenerare hibridă cu o structură de transpirație biomimetică realizată din materiale ecologice, ieftine și disponibile pe scară largă pentru controlul eficient al temperaturii pasive și poligenerare. Am demonstrat experimental că transpirația biomimetică poate elimina aproximativ 590 W/m2 de căldură din celulele fotovoltaice, reduce temperatura celulară cu aproximativ 26 ° C la 1000 W/m2 iluminare și duce la o creștere relativă a eficienței energetice de 13,6%. În plus, lamele fotovoltaice pot utiliza sinergic căldura recuperată pentru a genera căldură suplimentară și apă dulce în același timp într -un singur modul, crescând foarte mult eficiența totală a utilizării energiei solare de la 13,2% la peste 74,5% și generează peste 1,1L/ h . / m2 de apă pură.
Timpul post: 29-2023 august