Forscher am Imperial College London haben eine neue blattartige Struktur erfunden, die Photovoltaik-Sonnenenergie sammeln und erzeugen kann und frisches Wasser produzieren kann, wobei der Prozess, der in realen Pflanzen auftritt, nachahmt.
In der Innovation „PV Sheet“ nennt man „nutzt kostengünstige Materialien, die eine neue Generation von Technologien für erneuerbare Energien inspirieren könnten“.
Studien haben gezeigt, dass Photovoltaikblätter „mehr als 10 Prozent mehr Strom erzeugen können als herkömmliche Sonnenkollektoren, die bis zu 70 Prozent der Solarenergie für die Umwelt verlieren“.
Wenn die Erfindung effektiv eingesetzt wird, könnte sie bis 2050 auch über 40 Milliarden Kubikmeter Süßwasser pro Jahr produzieren.
„Dieses innovative Design hat ein großes Potenzial, die Leistung von Sonnenkollektoren erheblich zu verbessern und gleichzeitig die Kostenwirksamkeit und Praktikabilität zu bieten“, sagte Dr. Qian Huang, emeritierter Forscher am Department of Chemical Engineering und Autor der neuen Studie.
Die künstlichen Blätter sind so konzipiert, dass Pumpen, Ventilatoren, Steuerkästen und teure poröse Materialien erforderlich sind. Es liefert auch thermische Energie, passt sich an verschiedene Sonnenbedingungen an und toleriert Umgebungstemperaturen.
"Die Umsetzung dieses innovativen Blattdesigns kann dazu beitragen, den globalen Energieübergang zu beschleunigen und gleichzeitig zwei dringende globale Herausforderungen zu bewältigen: steigende Nachfrage nach Energie und Süßwasser", sagte Christos Kristal, Leiter des Clean Energy Processes Laboratory und Autor der Studie. Markides sagte.
Photovoltaikblätter basieren auf realen Blättern und nachahmen den Transpirationsprozess nach, sodass die Pflanze Wasser von den Wurzeln auf die Blätterspitzen übertragen kann.
Auf diese Weise kann sich Wasser durch die PV -Blätter bewegen, verteilen und verdampfen, während die Naturfasern die Venenbündel der Blätter nachahmen, und das Hydrogel ahmt die Zellen eines Schwamms nach, um Wärme effizient aus den Solar -PV -Zellen zu entfernen.
Im Oktober 2019 entwickelte ein Wissenschaftlerteam der Universität von Cambridge ein „künstliches Blatt“, das ein reines Gas namens Synthesegas unter Verwendung von nur Sonnenlicht, Kohlendioxid und Wasser produzieren kann.
Im August 2020 entwickelten Forscher aus derselben Institution, inspiriert von der Photosynthese, schwimmende „künstliche Blätter“, die Sonnenlicht und Wasser verwenden können, um sauberen Kraftstoff zu erzeugen. Laut Berichten zu dieser Zeit wären diese autonomen Geräte leicht genug, um zu schweben und eine nachhaltige Alternative zu fossilen Brennstoffen zu sein, ohne Land wie herkömmliche Sonnenkollektoren aufzunehmen.
Können Blätter die Grundlage für die Entfernung von verschmutzenden Brennstoffen und in Richtung sauberer, umweltfreundlicheren Optionen sein?
Der größte Teil der Solarenergie (> 70%), die ein kommerzielles PV -Panel trifft, wird als Wärme abgelöst, was zu einer Erhöhung seiner Betriebstemperatur und einer signifikanten Verschlechterung der elektrischen Leistung führt. Die Solarenergieeffizienz von kommerziellen Photovoltaikplatten beträgt typischerweise weniger als 25%. Hier demonstrieren wir das Konzept einer hybriden Photovoltaik -Klinge einer hybriden Polygeneration mit einer biomimetischen Transpirationsstruktur aus umweltfreundlichen, kostengünstigen und weit verbreiteten Materialien für eine effektive passive Temperaturkontrolle und Polygeneration. Wir haben experimentell nachgewiesen, dass die biomimetische Transpiration etwa 590 W/m2 Wärme aus Photovoltaikzellen entfernen, die Zelltemperatur bei 1000 W/m2 -Beleuchtung um etwa 26 ° C verringern und zu einem relativen Anstieg der Energieeffizienz von 13,6%führen. Darüber hinaus können die PV -Klingen die gewonnene Wärme synergistisch verwenden, um zusätzliche Wärme und Süßwasser in einem einzelnen Modul gleichzeitig zu erzeugen, was die Effizienz der gesamten Solarenergieverbrauch von 13,2% auf über 74,5% erheblich erhöht und über 1,1 l/ h erzeugt wird . / M2 von reinem Wasser.
Postzeit: Aug-29-2023