Znajdź zawartość

Ogniwo fotowoltaiczne działające w nocy? To nie pomyłka, przekonuje profesor Jeremy Munday z Wydziału Inżynierii Elektrycznej i Komputerowej Uniwersytetu Kalifornijskiego w Davis. Uczony twierdzi, że w idealnych warunkach takie ogniwo mogłoby generować po zachodzie słońca nawet 50 watów na m2. Artykuł na ten temat ogniw dostarczających prąd w nocy opublikowano na łamach ACS Photonics. Profesor Munday wyjaśnia, że proces generowania energii elektrycznej przez ogniwa fotowoltaiczne działające w nocy jest podobny do tradycyjnych ogniw fotowoltaicznych, ale działa odwrotnie. Obiekt, który jest cieplejszy od otoczenia wypromieniowuje ciepło w postaci podczerwieni. Standardowe ogniwo jest chłodniejsze od słońca, więc absorbuje światło. Jako, że przestrzeń kosmiczna jest bardzo zimna, cieplejszy od niej obiekt skierowany w jej stronę będzie wypromieniowywał ciepło. Ludzkość od setek lat wykorzystuje to zjawisko do schładzania obiektów w nocy. Standardowe ogniwa słoneczne absorbują światło, co prowadzi do pojawienia się przepływu prądu. W naszych urządzeniach światło jest emitowane, a prąd i napięcie biegną w przeciwnym kierunku, jednak wciąż generujemy moc. Musimy użyć innych materiałów, ale podstawy fizyczne są te same, mówi Munday. To samo urządzenie mogłoby też pracować za dnia, jeśli zablokuje się mu bezpośredni dostęp do światła słonecznego lub odwróci w przeciwną do słońca stronę. « powrót do artykułu

Na hiszpańskim Uniwersytecie w Maladze powstał tani t-shirt, który generuje energię elektryczną z różnic temperatur pomiędzy ludzkim ciałem a otoczeniem. Prototypowe e-tekstylia powstały z wykorzystaniem skórki z pomidorów, a opracowano je przy współpracy z Włoskim Instytutem Technologii w Genui. Dotychczas w urządzeniach elektronicznych zwykle używa się metali. Nasz projekt poszedł o krok dalej i jesteśmy w stanie generować elektryczność za pomocą lżejszego, tańszego i mniej toksycznego materiału mówi jeden z autorów badań, Jose Alejandro Heredia. Uczeni z wody, etanolu pozyskanego ze skórek pomidorów oraz nanocząstek węgla stworzyli roztwór, który po podgrzaniu głęboko penetruje bawełnę i do niej przywiera, nadając jej właściwości elektryczne. Jeśli ktoś spaceruje czy biegnie, rozgrzewa się. Jeśli taka osoba ma na sobie naszą koszulkę, wytwarza elektryczność dzięki różnicy temperatury pomiędzy swoim ciałem a otoczeniem, wyjaśnia Susana Guzman. W tej chwili naukowcy pracują nad rozwiązaniem, dzięki któremu koszulka wygeneruje światło lub też pozwoli na ładowanie smartfona. W ramach naszych wcześniejszych badań ze skórki pomidorowej i grafenu stworzyliśmy antenę Wi-Fi. Pracujemy nad jej zintegrowaniem z t-shirtem, dodaje Guzman. W niedalekiej przyszłości mogą więc powstać t-shirty, które pozwolą na ładowanie smartfona i innych urządzeń, będą się świeciły, dzięki czemu będziemy lepiej widoczni dla kierowców. Fakt, że będą generowały prąd daje spore pole do popisu. W takich ubraniach możliwe będzie zintegrowanie np. czujników monitorujących stan zdrowia czy też dokonujących zapisu i analizy funkcji organizmu biegacza. « powrót do artykułu

Upały, które właśnie nadciągnęły nad Polskę, mogą oznaczać problemy dla elektrowni. Im jest cieplej, tym więcej urządzeń chłodzących włączają ludzie, a to oznacza duże wzrosty zużycia prądu. Tymczasem polskie elektrownie są chłodzone głównie wodą z rzek. To powoduje dwa problemy. Po pierwsze stany rzek są niskie, po drugie, ze względu na wymogi ochrony środowiska, woda użyta do chłodzenia bloków energetycznych nie może być zbyt gorąca przed zrzuceniem jej do rzeki. To zaś oznacza, że albo trzeba obniżyć moc elektrowni, czyli produkować mniej prądu, albo włączyć dodatkowe schładzacze, a to zwiększa straty energii. Jak powiedział Rzeczpospolitej profesor Władysław Mielczarski z Politechniki Łódzkiej, w tym roku jeszcze polski system energetyczny powinien dać sobie radę, jednak sytuacja będzie się pogarszała i w kolejnych latach powinniśmy przygotować się na wyłączenia prądu. W Polsce przemysł węglowy pobiera aż 70% całej używanej wody. Dla porównania w Niemczech jest to 18%, a w całej UE – 13,7%. To jednak nie oznacza, że tylko Polska jest narażona na kłopoty. Jak mówi Mielczarski, cała Europa może już w ciągu najbliższych 2–3 lat doświadczyć blackoutów spowodowanych upałami. Oczywiście Polska może w razie potrzeby kupić prąd za granicą, jednak to zabezpieczenie coraz bardziej iluzoryczne. Naszymi potencjalnymi dostawcami prądu mogą być Czesi lub Niemcy. Tymczasem w samym tylko czerwcu niemiecki system energetyczny aż czterokrotnie był na granicy załamania. Polskim problemem jest energetyka oparta w dużej mierze na węglu oraz fakt, że nasze elektrownie były budowane głównie w latach 60. i 70. ubiegłego wieku, kiedy nawet w lecie występowały obfite opady. Wówczas nie brakowało wody do chłodzenia elektrowni. Obecnie jest z tym coraz większy kłopot. « powrót do artykułu

Jeśli pod prysznicem gościom hotelowym wyświetla się w czasie rzeczywistym zużycie prądu, to choć nie oni płacą, zaczynają wprowadzają znaczące cięcia. W ramach eksperymentu mierniki z wyświetlaczami zamontowano w 265 pokojach z 6 szwajcarskich hoteli. Urządzenia mierzyły ilość prądu zużywaną do podgrzania i przepompowania wody w kilowatogodzinach (kWh). Autorzy raportu z Nature Energy podkreślają, że jak widać, nie tylko zachęty finansowe wpływają na to, ile energii oszczędzamy. Technologie z informacją zwrotną dostarczaną w czasie rzeczywistym mogą sprzyjać zmianie zachowania i dużym oszczędnościom nawet w kontekstach, gdzie nie ma żadnych zachęt finansowych [w hotelu płaci się za pokój, nie za zużycie prądu] - wyjaśnia Verena Tiefenbeck z Politechniki Federalnej w Zurychu. Badanie wykazało, że w trakcie niemal 20 tys. kąpieli (19.596) goście korzystający z łazienek wyposażonych w wyświetlacze zużywali średnio 11,4% energii mniej niż osoby nieotrzymujące takiej informacji zwrotnej. Naukowcy wyliczyli, że oszczędności związane z miernikami sprawiają, że ich koszt zwróciłby się po 2 latach. Tiefenbeck dodaje, że mierniki wpływają na gości hotelowych podobnie jak kartki z prośbą o ponowne wykorzystanie ręczników. Ani korzystając ponownie z tych samych ręczników, ani zmniejszając zużycie prądu pod prysznicem, ludzie nie zyskują finansowo. Do zmiany ich zachowania wystarczy sam komunikat, że hotel jako instytucja stara się dbać o środowisko. Jedyna różnica jest taka, że dzięki wyświetlaczom jesteśmy w stanie zmierzyć oszczędności. Kampanie środowiskowe nie powinny się koncentrować na korzyściach finansowych, które mogą wywierać nieproporcjonalnie dużą presję na ludzi biednych lub działać odwrotnie, niż chcieliby reklamodawcy; dużo osób może w końcu powiedzieć: a co mi tam, stać mnie na to. « powrót do artykułu

Naukowcy z Instytutu Technologii Stevensa wykorzystali druk 3D do stworzenia bionicznych pieczarek. Klastry sinic z kapelusza wytwarzają prąd, a nanowstążki grafenowe go wychwytują. Autorzy publikacji z pisma Nano Letters wyjaśniają, że takie hybrydy są częścią prób lepszego zrozumienia działania komórek i wykorzystania ich maszynerii do produkcji nowych technologii. W tym przypadku nasz system - bioniczny grzyb - wytwarza elektryczność. Integrując sinice, które mogą wytwarzać elektryczność, z nanomateriałami nadającymi się do wychwytywania elektronów, zyskujemy lepszy dostęp do unikatowych właściwości jednych i drugich, "podkręcamy" je i tworzymy zupełnie nowy funkcjonalny system bioniczny - tłumaczy prof. Manu Mannoor. Zdolność sinic do wytwarzania elektryczności jest dobrze znana w kręgach bioinżynieryjnych. Dotąd sinice trudno było jednak wykorzystać w systemach, bo nie przeżywają długo na sztucznych biokompatybilnych powierzchniach. Mannoor i dr Sudeep Joshi zastanawiali się, czy pieczarki dwuzarodnikowe, które naturalnie cechują się bogatym mikrobiomem, mogą zapewnić sinicom właściwe środowisko: składniki odżywcze, wilgotność, pH i temperaturę. Duet naukowców zademonstrował, że gdy umieszczano je na kapeluszach pieczarek, komórki sinic "wytrzymywały" parę dni dłużej niż na silikonie i martwych grzybach. W dalszej fazie eksperymentu Amerykanie sięgnęli po tusz elektroniczny z nanowstążkami grafenu. Rozgałęziona sieć wychwytuje elektryczność, spełniając funkcję nanosondy mającej dostęp do bioeletronów generowanych w komórkach sinic. Potem nadrukowano biotusz z sinicami. Tym razem wzór był spiralny i przecinał się w wielu punktach z tuszem elektronicznym. Na takich skrzyżowaniach elektrony mogą być transferowane przez zewnętrzną błonę sinic do przewodzącej sieci nanowstążek grafenowych. Gdy na pieczarki kieruje się światło, uruchamia to sinicową fotosyntezę i powstaje prąd fotoelektryczny. Mannoor i Joshi zauważyli, że ilość wytwarzanego przez bakterie prądu zależy od gęstości upakowania i układu. Generalnie im ciaśniej sinice są upakowane, tym więcej prądu produkują. Za pomocą druku 3D można było uzyskać aktywność elektryczną aż 8-krotnie większą niż przy zastosowaniu pipety laboratoryjnej. « powrót do artykułu