Forskere ved Imperial College London har opfundet en ny bladlignende struktur, der kan opsamle og generere fotovoltaisk solenergi og producere ferskvand, der efterligner den proces, der finder sted i rigtige planter.
Døbt "PV-ark" bruger innovationen "materialer til lave omkostninger, der kan inspirere til en ny generation af vedvarende energiteknologier."
Undersøgelser har vist, at fotovoltaiske blade "kan generere mere end 10 procent mere elektricitet end konventionelle solcellepaneler, der mister op til 70 procent af solenergien til miljøet."
Hvis det bruges effektivt, kunne opfindelsen også producere over 40 milliarder kubikmeter frisk vand om året i 2050.
”Dette innovative design har et stort potentiale til at forbedre ydelsen af solcellepaneler markant, samtidig med at de leverer omkostningseffektivitet og praktisk,” sagde Dr. Qian Huang, forsker emeritus ved Institut for kemiteknik og forfatter af den nye undersøgelse.
De kunstige blade er designet til at eliminere behovet for pumper, fans, kontrolbokse og dyre porøse materialer.Det giver også termisk energi, tilpasser sig forskellige solforhold og tolererer omgivelsestemperaturer.
”Implementeringen af dette innovative arkdesign kan hjælpe med at fremskynde den globale energiovergang, mens man adresserer to presserende globale udfordringer: stigende efterspørgsel efter energi og ferskvand,” sagde Christos Kristal, leder af Clean Energy Processes Laboratory og forfatter af undersøgelsen.Markides sagde.
Fotovoltaiske blade er baseret på virkelige blade og efterligner transpirationsprocessen, hvilket gør det muligt for planten at overføre vand fra rødderne til bladeens spids.
På denne måde kan vand bevæge sig, fordele og fordampe gennem PV -blade, mens de naturlige fibre efterligner bladene, og hydrogelen efterligner cellerne i en svamp for effektivt at fjerne varme fra solcelle -PV -cellerne.
I oktober 2019 udviklede et team af forskere ved University of Cambridge et "kunstigt blad", der kan producere en ren gas kaldet syntesegas ved hjælp af kun sollys, kuldioxid og vand.
Derefter, i august 2020, udviklede forskere fra den samme institution, inspireret af fotosyntesen, flydende "kunstige blade", der kan bruge sollys og vand til at producere rent brændstof.Ifølge rapporter på det tidspunkt ville disse autonome enheder være lette nok til at flyde og være et bæredygtigt alternativ til fossile brændstoffer uden at optage jord som traditionelle solcellepaneler.
Kan blade være grundlaget for at bevæge sig væk fra forurenende brændstoffer og mod renere, grønnere muligheder?
De fleste af solenergien (> 70%), der rammer et kommercielt PV -panel, spredes som varme, hvilket resulterer i en stigning i dens driftstemperatur og en betydelig forringelse af elektrisk ydeevne.Solenergiffektiviteten af kommercielle fotovoltaiske paneler er typisk mindre end 25%.Her demonstrerer vi konceptet med en hybrid polygeneration fotovoltaisk blad med en biomimetisk transpirationsstruktur lavet af miljøvenlig, billig og bredt tilgængelig materiale til effektiv passiv temperaturstyring og polygeneration.Vi har eksperimentelt demonstreret, at biomimetisk transpiration kan fjerne ca. 590 W/m2 varme fra fotovoltaiske celler, reducere celletemperaturen med ca. 26 ° C ved 1000 W/M2 -belysning og resultere i en relativ stigning i energieffektivitet på 13,6%.Derudover kan PV -kniverne synergistisk bruge den gendannede varme til at generere yderligere varme og ferskvand på samme tid i et enkelt modul, hvilket i høj grad øger den samlede effektivitet i solenergien fra 13,2% til over 74,5% og genererer over 1,1L/ H ./ m2 af rent vand.
Indlægstid: 29. august 2023