Дослідники Імперського коледжу Лондона винайшли нову листоподібну структуру, яка може збирати та генерувати фотоелектричну сонячну енергію та виробляти прісну воду, імітуючи процес, що відбувається в реальних рослинах.
Інновація, що отримала назву "PV-аркуш", "використовує недорогі матеріали, які могли б надихнути на нове покоління технологій відновлюваної енергії".
Дослідження показали, що фотоелектричні листя "можуть генерувати більше на 10 відсотків більше електроенергії, ніж звичайні сонячні батареї, які втрачають до 70 відсотків сонячної енергії для навколишнього середовища".
Якщо ефективно використовувати, винахід також може виробляти понад 40 мільярдів кубічних метрів прісної води на рік до 2050 року.
"Цей інноваційний дизайн має великий потенціал, щоб значно покращити продуктивність сонячних батарей, забезпечуючи при цьому економічно ефективність та практичність",-сказав доктор Qian Huang, науковий співробітник департаменту хімічної інженерії та автор нового дослідження.
Штучні листя призначені для усунення потреби в насосах, вентиляторах, контрольних коробках та дорогих пористих матеріалах.Він також забезпечує теплову енергію, адаптується до різних сонячних умов і переносить температуру навколишнього середовища.
"Реалізація цього інноваційного дизайну аркушів може допомогти прискорити глобальний перехід енергії, вирішуючи два нагальних глобальних викликів: зростання попиту на енергію та прісну воду", - сказав Крістос Крістал, керівник лабораторії чистої енергетики та автор дослідження.- сказав Маркідес.
Фотоелектричні листя засновані на реальних листках і імітують процес транспірації, що дозволяє рослині переносити воду з коренів на кінчики листя.
Таким чином, вода може переміщувати, розподіляти та випаровуватись через листя ПВ, тоді як природні волокна імітують пучки вен листя, а гідрогель імітує клітини губки для ефективного видалення тепла з сонячних ПВ -клітин.
У жовтні 2019 року команда вчених з Кембриджського університету розробила «штучний лист», який може виробляти чистий газ, який називається синтезним газом, використовуючи лише сонячне світло, вуглекислий газ та воду.
Потім, у серпні 2020 року, дослідники того ж закладу, натхненні фотосинтезом, розробили плаваючі «штучні листя», які можуть використовувати сонячне світло та воду для отримання чистого палива.Згідно з повідомленнями в той час, ці автономні пристрої були б досить легкими, щоб плавати і бути стійкою альтернативою викопному палива, не займаючись землею, як традиційні сонячні батареї.
Чи може листя бути основою для відходу від забруднення палива та до чистіших, зелених варіантів?
Більшість сонячної енергії (> 70%), яка потрапляє на комерційну ПВ -панель, розсіюється як тепло, що призводить до збільшення його робочої температури та значного погіршення електричних показників.Сонячна енергоефективність комерційних фотоелектричних панелей, як правило, менше 25%.Тут ми демонструємо концепцію гібридного полігенераційного фотоелектричного леза з біоміметичною структурою транспірації, виготовленою з екологічно чистих, недорогих та широко доступних матеріалів для ефективного пасивного контролю температури та полігенерації.Ми експериментально продемонстрували, що біоміметична транспірація може видалити близько 590 Вт/м2 тепла з фотоелектричних клітин, знижувати температуру клітин приблизно на 26 ° С при освітленні 1000 Вт/м2 і призводить до відносного підвищення енергоефективності на 13,6%.Крім того, лопатки PV можуть синергетично використовувати відновлене тепло для отримання додаткового тепла та прісної води одночасно в одному модулі, значно збільшуючи загальну ефективність використання сонячної енергії з 13,2% до понад 74,5% і генеруючи понад 1,1 л/ год ./ М2 чистої води.
Час публікації: 29 серпня 2023 р