Forskere ved Imperial College London har oppfunnet en ny bladlignende struktur som kan samle og generere solcelleenergi og produsere ferskvann, som etterligner prosessen som skjer i ekte planter.
Kalt "PV-ark", bruker innovasjonen "lavprismaterialer som kan inspirere til en ny generasjon av fornybar energiteknologi."
Studier har vist at fotovoltaiske blader “kan generere mer enn 10 prosent mer strøm enn konvensjonelle solcellepaneler, som mister opptil 70 prosent av solenergien til miljøet.”
Hvis det brukes effektivt, kan oppfinnelsen også produsere over 40 milliarder kubikkmeter ferskvann per år innen 2050.
"Denne innovative designen har et stort potensial til å forbedre ytelsen til solcellepaneler betydelig samtidig som kostnadseffektivitet og praktiske forhold," sier Dr. Qian Huang, forsker emeritus ved Institutt for kjemisk ingeniørvitenskap og forfatter av den nye studien.
De kunstige bladene er designet for å eliminere behovet for pumper, vifter, kontrollbokser og dyre porøse materialer.Det gir også termisk energi, tilpasser seg forskjellige solforhold og tåler omgivelsestemperaturer.
"Implementeringen av denne innovative arkdesignen kan bidra til å akselerere den globale energiovergangen mens du adresserer to presserende globale utfordringer: økende etterspørsel etter energi og ferskvann," sa Christos Kristal, leder for Clean Energy Processes Laboratory og forfatter av studien.Markides sa.
Fotovoltaiske blader er basert på virkelige blader og etterligner transpirasjonsprosessen, slik at planten kan overføre vann fra røttene til bladene.
På denne måten kan vann bevege seg, distribuere og fordampe gjennom PV -bladene, mens de naturlige fibrene etterligner blodbuntene på bladene, og hydrogel etterligner cellene i en svamp for å fjerne effektivt varme fra solcelle -cellene.
I oktober 2019 utviklet et team av forskere ved University of Cambridge et "kunstig blad" som kan produsere en ren gass som kalles syntesegass ved bruk av bare sollys, karbondioksid og vann.
Deretter, i august 2020, utviklet forskere fra den samme institusjonen, inspirert av fotosyntesen, flytende "kunstige blader" som kan bruke sollys og vann for å produsere rent drivstoff.I følge rapporter på den tiden, ville disse autonome enhetene være lette nok til å flyte og være et bærekraftig alternativ til fossilt brensel uten å ta opp land som tradisjonelle solcellepaneler.
Kan blader være grunnlaget for å bevege seg bort fra forurensende drivstoff og mot renere, grønnere alternativer?
Det meste av solenergien (> 70%) som treffer et kommersielt PV -panel blir spredt som varme, noe som resulterer i en økning i driftstemperaturen og en betydelig forverring i elektrisk ytelse.Solenergieffektiviteten til kommersielle fotovoltaiske paneler er vanligvis mindre enn 25%.Her demonstrerer vi konseptet med et hybrid polygenerasjons fotovoltaisk blad med en biomimetisk transpirasjonsstruktur laget av miljøvennlig, billig og allment tilgjengelige materialer for effektiv passiv temperaturkontroll og polygenerasjon.Vi har eksperimentelt demonstrert at biomimetisk transpirasjon kan fjerne omtrent 590 W/m2 varme fra fotovoltaiske celler, redusere celletemperaturen med omtrent 26 ° C ved 1000 W/m2 -belysning og resultere i en relativ økning i energieffektivitet på 13,6%.I tillegg kan PV -knivene synergistisk bruke den gjenvunnede varmen for å generere ekstra varme og ferskvann samtidig ./ m2 rent vann.
Innleggstid: 29. august 2023