Изследователи от Имперския колеж в Лондон изобретиха нова структура, подобна на листа, която може да събира и генерира фотоволтаична слънчева енергия и да произвежда прясна вода, имитирайки процеса, който се случва в истински растения.
Озаглавен „PV лист“, иновацията „използва нискотарифни материали, които биха могли да вдъхновят ново поколение технологии за възобновяема енергия“.
Проучванията показват, че фотоволтаичните листа „могат да генерират повече от 10 процента повече електроенергия от конвенционалните слънчеви панели, които губят до 70 процента от слънчевата енергия за околната среда.“
Ако се използва ефективно, изобретението може също да произвежда над 40 милиарда кубически метра прясна вода годишно до 2050 г.
„Този иновативен дизайн има голям потенциал да подобри значително ефективността на слънчевите панели, като същевременно осигурява ефективност и практичност на разходите“, казва д-р Qian Huang, изследовател Emeritus в катедрата по химическо инженерство и автор на новото проучване.
Изкуствените листа са проектирани да премахнат нуждата от помпи, вентилатори, контролни кутии и скъпи порести материали.Той също така осигурява топлинна енергия, адаптира се към различни слънчеви условия и толерира околните температури.
„Прилагането на този иновативен дизайн на листа може да помогне за ускоряване на глобалния енергиен преход, като същевременно се справи с две належащи глобални предизвикателства: нарастващо търсене на енергия и прясна вода“, казва Кристос Кристал, ръководител на лабораторията за чисти енергийни процеси и автор на изследването.- каза Маркидес.
Фотоволтаичните листа се основават на реални листа и имитират процеса на транспирация, което позволява на растението да прехвърля вода от корените към върховете на листата.
По този начин водата може да се движи, разпределя и се изпарява през PV листата, докато естествените влакна имитират вените на снопове на листата, а хидрогелът имитира клетките на гъбата, за да премахне ефективно топлина от слънчевите PV клетки.
През октомври 2019 г. екип от учени от Университета в Кеймбридж разработи „изкуствен лист“, който може да произведе чист газ, наречен газ за синтез, използвайки само слънчева светлина, въглероден диоксид и вода.
Тогава през август 2020 г. изследователи от същата институция, вдъхновени от фотосинтезата, разработиха плаващи „изкуствени листа“, които могат да използват слънчева светлина и вода за производство на чисто гориво.Според доклади по това време тези автономни устройства биха били достатъчно леки, за да плават и да бъдат устойчива алтернатива на изкопаемите горива, без да се заемат с земя като традиционните слънчеви панели.
Могат ли листата да са основата за отдалечаване от замърсяващите горива и към по -чисти, по -зелени опции?
По -голямата част от слънчевата енергия (> 70%), която удря търговски PV панел, се разсейва като топлина, което води до повишаване на работната му температура и значително влошаване на електрическите характеристики.Слънчевата енергийна ефективност на търговските фотоволтаични панели обикновено е по -малка от 25%.Тук демонстрираме концепцията за хибридна фотоволтаично острие на полигенерация с биомиметична структура на транспирация, направена от екологично чисти, евтини и широко достъпни материали за ефективен пасивен контрол на температурата и полигенерация.Експериментално демонстрирахме, че биомиметичната транспирация може да премахне около 590 W/m2 топлина от фотоволтаични клетки, да намали температурата на клетките с около 26 ° C при 1000 W/m2 осветление и да доведе до относително повишаване на енергийната ефективност от 13,6%.В допълнение, PV остриетата могат синергично да използват възстановената топлина, за да генерират допълнителна топлина и прясна вода едновременно с един модул, като значително увеличават общата ефективност на използването на слънчевата енергия от 13,2% до над 74,5% и генерират над 1,1 л/ ч ./ m2 чиста вода.
Време на публикуване: 29 август 2023 г