Onderzoekers van het Imperial College London hebben een nieuwe bladachtige structuur uitgevonden die fotovoltaïsche zonne-energie kan verzamelen en genereren en zoet water kan produceren, wat het proces nabootst dat zich in echte planten voordoet.
Nagesynchroniseerd "PV Sheet", de innovatie "gebruikt goedkope materialen die een nieuwe generatie technologieën voor hernieuwbare energie kunnen inspireren."
Studies hebben aangetoond dat fotovoltaïsche bladeren "meer dan 10 procent meer elektriciteit kunnen genereren dan conventionele zonnepanelen, die tot 70 procent van de zonne -energie aan het milieu verliezen."
Indien effectief gebruikt, kan de uitvinding ook meer dan 40 miljard kubieke meter zoet water per jaar produceren tegen 2050.
"Dit innovatieve ontwerp heeft een groot potentieel om de prestaties van zonnepanelen aanzienlijk te verbeteren en tegelijkertijd kosteneffectiviteit en bruikbaarheid te bieden," zei Dr. Qian Huang, onderzoeker Emeritus bij het Department of Chemical Engineering en auteur van de nieuwe studie.
De kunstmatige bladeren zijn ontworpen om de behoefte aan pompen, ventilatoren, bedieningsozen en dure poreuze materialen te elimineren. Het biedt ook thermische energie, past zich aan verschillende zonnecondities aan en verdraagt de omgevingstemperaturen.
"De implementatie van dit innovatieve bladontwerp kan helpen de wereldwijde energietransitie te versnellen en tegelijkertijd twee dringende wereldwijde uitdagingen aan te gaan: stijgende vraag naar energie en zoet water," zei Christos Kristal, hoofd van het Laboratorium van Clean Energy Processes en auteur van de studie. Zei Markides.
Fotovoltaïsche bladeren zijn gebaseerd op echte bladeren en bootsen het transpiratieproces na, waardoor de plant water van de wortels naar de uiteinden van de bladeren kan overbrengen.
Op deze manier kan water bewegen, verspreiden en verdampen door de PV -bladeren, terwijl de natuurlijke vezels de aderbundels van de bladeren nabootsen, en de hydrogel nabootst de cellen van een spons om warmte van de zonneplan -PV -cellen efficiënt te verwijderen.
In oktober 2019 ontwikkelde een team van wetenschappers van de Universiteit van Cambridge een "kunstmatig blad" dat een zuiver gas kan produceren dat synthesegas wordt genoemd met alleen zonlicht, koolstofdioxide en water.
Vervolgens, in augustus 2020, ontwikkelden onderzoekers van dezelfde instelling, geïnspireerd door fotosynthese, drijvende 'kunstmatige bladeren' die zonlicht en water kunnen gebruiken om schone brandstof te produceren. Volgens rapporten zouden deze autonome apparaten destijds licht genoeg zijn om te drijven en een duurzaam alternatief te zijn voor fossiele brandstoffen zonder land in te nemen zoals traditionele zonnepanelen.
Kunnen bladeren de basis zijn om weg te gaan van vervuilende brandstoffen en naar schonere, groenere opties?
Het grootste deel van de zonne -energie (> 70%) die een commercieel PV -paneel raakt, wordt gedissipeerd als warmte, wat resulteert in een toename van de bedrijfstemperatuur en een significante verslechtering van de elektrische prestaties. De zonne -energie -efficiëntie van commerciële fotovoltaïsche panelen is meestal minder dan 25%. Hier demonstreren we het concept van een hybride polygeneratie fotovoltaïsch mes met een biomimetische transpiratiestructuur gemaakt van milieuvriendelijke, goedkope en algemeen beschikbare materialen voor effectieve passieve temperatuurregeling en polygeneratie. We hebben experimenteel aangetoond dat biomimetische transpiratie ongeveer 590 W/m2 warmte uit fotovoltaïsche cellen kan verwijderen, de celtemperatuur met ongeveer 26 ° C bij 1000 W/m2 verlichting kan verminderen en resulteert in een relatieve toename van de energie -efficiëntie van 13,6%. Bovendien kunnen de PV -bladen synergistisch de herstelde warmte gebruiken om extra warmte en zoet water tegelijkertijd in een enkele module te genereren, waardoor de totale efficiëntie van de zonne -energie aanzienlijk wordt verhoogd van 13,2% tot meer dan 74,5% en meer dan 1,1 l/ u genereren en meer dan 1,1 l/ u genereren . / m2 zuiver water.
Posttijd: 29-2023