Vědci z Imperial College London vynalezli novou strukturu podobnou listům, která dokáže shromažďovat a generovat fotovoltaickou sluneční energii a produkovat sladkou vodu, což napodobuje proces, který se vyskytuje ve skutečných rostlinách.
Inovace nazvaná „PV list“, „používá nízkonákladové materiály, které by mohly inspirovat novou generaci technologií obnovitelné energie“.
Studie ukázaly, že fotovoltaické listy „mohou generovat více než 10 procent více elektřiny než konvenční solární panely, které ztratí až 70 procent sluneční energie do životního prostředí“.
Pokud bude vynález efektivně použit, mohl by do roku 2050 produkovat také více než 40 miliard kubických metrů čerstvé vody.
„Tento inovativní design má velký potenciál výrazně zlepšit výkon solárních panelů a zároveň poskytovat nákladovou efektivitu a praktičnost,“ řekl Dr. Qian Huang, emeritní výzkumný pracovník na Katedře chemického inženýrství a autor nové studie.
Umělé listy jsou navrženy tak, aby eliminovaly potřebu čerpadla, ventilátorů, ovládacích boxů a drahých porézních materiálů.Poskytuje také tepelnou energii, přizpůsobuje se různým slunečním podmínkám a toleruje okolní teploty.
"Implementace tohoto inovativního designu listů může pomoci urychlit globální energetický přechod a zároveň se zabývat dvěma naléhavými globálními výzvami: rostoucí poptávka po energii a sladké vodě," řekl Christos Kristal, vedoucí laboratoře čisté energie a autor studie.Řekl Markides.
Fotovoltaické listy jsou založeny na skutečných listech a napodobují proces transpirace, což umožňuje rostlině přenášet vodu z kořenů na špičky listů.
Tímto způsobem se voda může pohybovat, distribuovat a odpařit se prostřednictvím PV listů, zatímco přírodní vlákna napodobují svazky žíly listů a hydrogel napodobuje buňky houby, aby účinně odstranila teplo ze solárních PV buněk.
V říjnu 2019 vyvinul tým vědců na University of Cambridge „umělý list“, který může produkovat čistý plyn nazývaný syntézní plyn pouze pomocí slunečního světla, oxidu uhličitého a vody.
V srpnu 2020 pak vědci ze stejné instituce inspirovaní fotosyntézou vyvinuli plovoucí „umělé listy“, které mohou k výrobě čistého paliva používat sluneční světlo a vodu.Podle zpráv v té době by tato autonomní zařízení byla dostatečně lehká na to, aby se vznášela a byla udržitelnou alternativou k fosilním palivům, aniž by se zabírala jako tradiční solární panely.
Mohou být listy být základem pro odklon od znečišťujících paliv a směrem k čistším, zelenějším možnostem?
Většina sluneční energie (> 70%), která zasáhne komerční PV panel, je rozptýlena jako teplo, což vede ke zvýšení jeho provozní teploty a významnému zhoršení elektrického výkonu.Sluneční energetická účinnost komerčních fotovoltaických panelů je obvykle menší než 25%.Zde demonstrujeme koncept hybridní polygenerace fotovoltaické čepele s biomimetickou transpirační strukturou vyrobenou z ekologicky šetrné, levné a široce dostupné materiály pro efektivní kontrolu pasivní teploty a polygeneraci.Experimentálně jsme prokázali, že biomimetická transpirace může odstranit asi 590 W/m2 tepla z fotovoltaických buněk, snížit teplotu buněk o přibližně 26 ° C při 1000 W/m2 osvětlení a vést k relativnímu zvýšení energetické účinnosti 13,6%.Kromě toho mohou PV lopatky synergicky používat regenerované teplo k vytvoření dalšího tepla a čerstvé vody současně v jednom modulu, což výrazně zvyšuje celkovou účinnost využití sluneční energie z 13,2% na více než 74,5% a generování více než 1,1 l/ h a generování více než 1,1 l/ h ./ M2 čisté vody.
Čas odeslání: 29. srpna 2023