Londonas Imperiālās koledžas pētnieki ir izgudrojuši jaunu lapām līdzīgu struktūru, kas var savākt un ģenerēt fotoelektrisko saules enerģiju un ražot saldūdeni, atdarinot procesu, kas notiek reālos augos.
Saukts par “PV lapu”, inovācija “izmanto zemu izmaksu materiālus, kas varētu iedvesmot jaunas atjaunojamās enerģijas tehnoloģiju paaudzi”.
Pētījumi liecina, ka fotoelektriskās lapas “var radīt vairāk nekā par 10 procentiem vairāk elektrības nekā parastie saules paneļi, kas videi zaudē līdz 70 procentiem saules enerģijas”.
Ja tā tiek izmantota efektīvi, izgudrojums līdz 2050. gadam gadā varētu saražot arī vairāk nekā 40 miljardus kubikmetru saldūdens.
"Šim novatoriskajam dizainam ir liels potenciāls ievērojami uzlabot saules paneļu veiktspēju, vienlaikus nodrošinot rentabilitāti un praktiskumu," sacīja Dr Qian Huang, Ķīmiskās inženierijas departamenta emeritētais pētnieks un jaunā pētījuma autors.
Mākslīgās lapas ir paredzētas, lai novērstu nepieciešamību pēc sūkņiem, ventilatoriem, vadības kastēm un dārgiem porainiem materiāliem.Tas arī nodrošina siltumenerģiju, pielāgojas dažādiem saules apstākļiem un pieļauj apkārtējās vides temperatūru.
"Šī novatoriskā lapas dizaina ieviešana var palīdzēt paātrināt globālo enerģijas pāreju, vienlaikus risinot divus aktuālus globālus izaicinājumus: pieaugošo pieprasījumu pēc enerģijas un saldūdens," sacīja Kristoss Kristals, tīras enerģijas procesu laboratorijas vadītājs un pētījuma autors.Markides teica.
Fotoelektriskās lapas balstās uz reālām lapām un atdarina transpirācijas procesu, ļaujot augam pārnest ūdeni no saknēm uz lapu galiem.
Tādā veidā ūdens var pārvietoties, izplatīt un iztvaikot caur PV lapām, savukārt dabiskās šķiedras atdarina lapu vēnu saišķus, un hidrogels imitē sūkļa šūnas, lai efektīvi noņemtu siltumu no saules PV šūnām.
Kembridžas universitātes zinātnieku komanda 2019. gada oktobrī izstrādāja “mākslīgu lapu”, kas var radīt tīru gāzi, ko sauc par sintēzes gāzi, izmantojot tikai saules gaismu, oglekļa dioksīdu un ūdeni.
Pēc tam, 2020. gada augustā, tās pašas iestādes pētnieki, iedvesmojoties no fotosintēzes, izstrādāja peldošas “mākslīgās lapas”, kas tīras degvielas iegūšanai var izmantot saules gaismu un ūdeni.Saskaņā ar ziņojumiem tajā laikā šīs autonomās ierīces būtu pietiekami vieglas, lai peldētu un būtu ilgtspējīga alternatīva fosilajam kurināmajam, neuzņemoties zemi kā tradicionālie saules paneļi.
Vai lapas var būt pamats attālināšanai no piesārņojošām degvielām un uz tīrākām, zaļākām iespējām?
Lielākā daļa saules enerģijas (> 70%), kas skar komerciālu PV paneli, tiek izkliedēta kā siltums, kā rezultātā palielinās tā darba temperatūra un ievērojami pasliktinājās elektriskā veiktspēja.Komerciālo fotoelementu paneļu saules energoefektivitāte parasti ir mazāka par 25%.Šeit mēs demonstrējam hibrīda polģenerācijas fotoelektriskā asmens jēdzienu ar biomimētiskas transpirācijas struktūras struktūru, kas izgatavota no videi draudzīgas, lētas un plaši pieejamas materiālus efektīvai pasīvai temperatūras kontrolei un polģenerācijai.Mēs esam eksperimentāli parādījuši, ka biomimētiskā transpirācija var nofotovoltu šūnām noņemt apmēram 590 w/m2 siltuma, samazināt šūnu temperatūru par aptuveni 26 ° C pie 1000 W/m2 apgaismojuma un izraisīt relatīvu energoefektivitātes palielināšanos par 13,6%.Turklāt PV asmeņi sinerģiski var izmantot atgūto siltumu, lai vienlaikus rastos papildu siltums un saldūdens vienā modulī, ievērojami palielinot kopējo saules enerģijas izmantošanas efektivitāti no 13,2% līdz vairāk nekā 74,5% un rada virs 1,1L/ h/ h Apvidū/ m2 tīra ūdens.
Publicēšanas laiks: 29. augusts 2023