Jump to content
Forum Kopalni Wiedzy

Recommended Posts

Technologia baterii słonecznych rozwija się skokami. Najpierw były wytwarzane z krzemu w procesie wzorowanym na elektronice użytkowej. Później zaczęto stosować cienkie krzemowe błony, lepiej dostosowane do wychwytywania promieni słonecznych. Jeszcze później pojawiły się różne kierunki rozwoju, jedne skoncentrowane na maksymalnym zwiększeniu efektywności - zwykle jednak drogie, inne zaś na jak największym obniżeniu kosztu produkcji. Ram Mehra z indyjskiego Sharda University zaproponował tanią technologię zwiększenia efektywności ogniw słonecznych z wykorzystaniem powszechnie dostępnych barwników.

Wspólnie ze współpracownikami z University of Delhi, Ram Mehra pracował nad zwiększeniem efektywności tanich baterii słonecznych opartych na tlenku cynku. Pomysł indyjskich uczonych opiera się na wykorzystaniu substancji używanych powszechnie na przykład w barwieniu żywności lub w medycynie. Aplikacja barwników na ogniwa słoneczne nie odbiega od procesu farbowania materiału w domowej pralce i nie wymaga żadnych kosztownych urządzeń. Zespół badawczy testował różne mieszanki pigmentów. Jedna z najlepszych receptur opiera się na zielonym barwniku spożywczym E143 (nazywanym też Fast Green FCF), używanym do barwienia żywności w puszkach, zmieszanym z 4,5,6,7-tetrachloro-2',4',5',7'-tetrajodofluoresceiną (inaczej Rose Bengal), różowym barwniku używanym w medycynie. Potraktowane taką miksturą ogniwa słoneczne działają o 8% efektywniej. Ze względu na prostotę i znikomą cenę technologii, każdy może szukać mieszanek jeszcze skuteczniejszych, lub dopasowanych do konkretnych zastosowań.

Praca Rama Mehry na ten temat została opublikowana w periodyku Journal of Renewable and Sustainable Energy, publikowanym przez American Institute of Physics (Amerykański Instytut Fizyki).

Share this post


Link to post
Share on other sites

Join the conversation

You can post now and register later. If you have an account, sign in now to post with your account.
Note: Your post will require moderator approval before it will be visible.

Guest
Reply to this topic...

×   Pasted as rich text.   Paste as plain text instead

  Only 75 emoji are allowed.

×   Your link has been automatically embedded.   Display as a link instead

×   Your previous content has been restored.   Clear editor

×   You cannot paste images directly. Upload or insert images from URL.

Sign in to follow this  

  • Similar Content

    • By KopalniaWiedzy.pl
      Związki występujące w opakowaniach mogą upośledzać wchłanianie w przewodzie pokarmowym.
      Odkryliśmy, że nanocząstki tlenku cynku (ZnO) w dawkach odpowiadających temu, co normalnie zjadamy z posiłkiem lub w ciągu dnia, mogą zmieniać sposób, w jaki jelita wchłaniają składniki odżywcze albo oddziaływać na ekspresję genów [...] - opowiada prof. Gretchen Mahler z Binghamton University.
      Mahler wyjaśnia, że ze względu na właściwości przeciwbakteryjne ZnO jest wykorzystywany w wyściółce puszek.
      W ramach studium Amerykanie sprawdzali za pomocą spektrometrii mas, jak dużo cząstek dostaje się do puszkowanego tuńczyka, kukurydzy, szparagów i kurczaka. Okazało się, że pokarm zawiera 100-krotność dozwolonej dziennej dawki cynku. Mając to na uwadze, zespół zajął się wpływem nanocząstek na układ pokarmowy.
      Inni naukowcy patrzyli wcześniej na wpływ nanocząstek na komórki jelita, ale zwykle wybierali naprawdę wysokie dawki i szukali oznak oczywistej toksyczności, np. śmierci komórkowej. My skupiliśmy się na czymś bardziej subtelnym, a mianowicie na działaniu komórek i analizowaliśmy dawki nanocząstek bliższe temu, z czym się naprawdę stykamy.
      Okazuje się nanocząstki mają tendencję do osiadania na komórkach układu pokarmowego. Powodują remodelowanie bądź utratę mikrokosmków, które zwiększają powierzchnię odpowiadającą za wchłanianie. W dużych dawkach niektóre nanocząstki uruchamiają sygnalizację prozapalną. Zjawisko to może zaś zwiększyć przepuszczalność modelu jelit [...].
      Ponieważ badania prowadzono w laboratorium na hodowlach komórkowych, trudno określić, jaki może być długoterminowy wpływ spożycia nanocząstek na ludzkie zdrowie. Mogę tylko powiedzieć, że nasz model pokazuje, że nanocząstki mają swoje oddziaływania w modelu in vitro i że zrozumienie ich wpływu na funkcje przewodu pokarmowego to ważna dziedzina badania bezpieczeństwa konsumenckiego.
      Podczas dalszych badań na kurach uzyskano podobne wyniki jak na hodowlach. Okazało się także, że nanocząstki oddziałują na mikrobiom.
       


      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Zespół z University of California, Riverside stworzył półprzewodnikową technologię, która może pozwolić na budowę niezwykle wszechstronnego lasera ultrafioletowego, przydatnego zarówno do zabijania wirusów jak i zwiększania pojemności DVD.
      Lasery ultrafioletowe są szeroko stosowane w przechowywaniu danych czy biologii, jednak są to urządzenia duże, kosztowne i wymagające użycia dużych ilości energii. Obecne lasery ultrafioletowe bazują na azotku galu. Profesor Jianlin Liu i jego współpracownicy dokonali przełomu tworząc falowód lasera z tlenku cynku, co pozwala na produkcję mniejszych i tańszych laserów, które będą charakteryzowały się większą energią promienia i mniejszymi długościami fali.
      Dotychczas tlenek cynku nie nadawał się do budowy laserów, gdyż brakowało mu typu p. Liu rozwiązał ten problem domieszkując go antymonem tworząc półprzewodnik typu p. Nanokable tlenku cynku typu p połączono z tlenkiem cynku typu n tworząc diodę p-n.
      Przyłożenie napięcia wywołało emisję światła laserowego z końcówek nanokabli.
      „Od dziesięciu lat naukowcy zajmujący się tlenkiem cynku próbowali osiągnąć taki wynik. Nasze badania prawdopodobnie popchną naprzód całą technologię".
      Odkrycie uczonych z Kalifornii pozwoli na stworzenie laserów odczytujących i zapisujących znacznie gęściej zapisane dane, gdyż długość fali światła ultrafioletowego jest znacznie mniejsza niż wykorzystywanego obecnie światła czerwonego. W biologii i medycynie ultrafioletowy laser może penetrować wnętrze żywych komórek, zmieniać ich funkcje, służyć do dezynfekcji wody pitnej. W fotonice pojawią się dzięki niemu urządzenia przetwarzające i przesyłające dane znacznie szybciej niż ma to miejsce obecnie.
      Profesor Liu zauważa, że potrzebne są dalsze prace nad zwiększeniem stabilności półprzewodnika typu p z tlenku cynku.
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Wykorzystywanie ogniw słonecznych odbywa się na dwa sposoby: wytwarzanie prądu elektrycznego oraz wytwarzanie wodoru, który jest paliwem „czystym". Inżynierom z University at Buffalo i University of Rochester udało się stworzyć nową klasę barwników, pozwalających lepiej wykorzystywać energię słoneczną. Barwniki te nazwano tlenowcorodaminami (chalcogenorodaminami).
      Działanie takich ogniw typu Grätzel polega na wybijaniu przez fotony swobodnych elektronów, które tworzą napięcie elektryczne, lub (przy pomocy odpowiednich katalizatorów) rozszczepiają wodę na tlen i wodór.
      Chalcogenorodaminy osiągają niespotykaną do tej pory efektywność, w przypadku wytwarzania wodoru sprawdzają się doskonale zarówno w homogenicznych środowiskach produkcyjnych (z kobaltem w roli katalizatora), jak i heterogenicznych (z katalizatorami wykonanymi z platyny osadzanej na tlenku tytanu).
      Główni autorzy wynalazku: Michael Detty z University at Buffalo oraz Richard Eisenberg z University of Rochester opublikowali odkrycie w Journal of the American Chemical Society. Złożyli oni stosowny wniosek patentowy i uzyskali jego wstępną akceptację.
      Nowa technologia, jako potencjalnie opłacalna, ma duże szanse na komercjalizację i upowszechnienie.
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Po pięciu latach badań laboratorium kierowane przez Zhong Lin Wanga z Georgia Technology Institute, poinformowało o stworzeniu nanogeneratorów zdolnych do zasilania konwencjonalnych urządzeń elektronicznych.
      Nanogeneratory Wanga zbudowane są z materiałów piezoelektrycznych, takich jak tlenek cynku. Pod wpływem ruchu uginają się one i prostują, generując energię elektryczną. Zespół Wanga stworzył nanogeneratory zdolne do wytworzenia energii o napięciu trzech woltów i natężeniu 300 nanoamperów. To wystarczy do zasilenia niewielkich wyświetlaczy ciekłokrystalizcnych, LED-ów czy diod laserowych. Jeśli uda nam się utrzymać obecne tempo udoskonalania naszego produktu, to będziemy w stanie wbudowywać go w urządzenia medyczne, elektronikę osobistą czy urządzenia do monitorowania środowiska - mówi Wang.
      Pierwsze wersje nanogeneratorów z tlenku cynku zakładały hodowanie nanoprzewodów na sztywnym podłożu i dołączanie do nich metalowych elektrod. Najnowsze nanogeneratory wykorzystują polimery i są znacznie łatwiejsze w produkcji.
      Naukowcy z Georgia Technology Institute (Gatech) najpierw hodują nanoprzewody na substracie, a następnie odcinają je od niego i umieszczają w roztworze alkoholu. Całość podlega wysuszeniu na cienkiej metalowej elektrodzie i cienkim kawałku elastycznego polimeru. Po wysuszeniu pierwszej warstwy, jest na niej układana kolejna i jeszcze następna. Proces jest łatwo skalowalny i pozwala na produkcję wydajnych nanogeneratorów. Takie urządzenie o wymiarach 1,5x2 centymetry jest już w stanie zasilić wyświetlacz kalkulatora. Wang mówi, że w najbliższym czasie zaprezentuje nanogeneratory zdolne do zasilania urządzeń monitorujących środowisko pod kątem obecności toksycznych gazów i wysyłających ostrzeżenie. Taki system mógłby zawierać niewielkie kondensatory, gromadzące energię po to, by w miarę potrzeby wysłać silny sygnał ostrzegawczy.
      Grupa Wanga czyni tak szybkie postępy, że nanogeneratory zdolne do zasilania nowoczesnych odtwarzaczy MP3 czy rozruszników serca powinny powstać w ciągu 3-5 lat. Wystarczy bowiem przypomnieć, że obecne pokolenie nanogeneratorów jest 100-krotnie bardziej wydajne niż to sprzed roku.
      W przyszłości postęp będzie zapewne równie szybki, gdyż grupa Wanga opracowała metodę prostszej produkcji nanowłókien tworzonych na bazie cyrkonu i tytanianu ołowiu. Nanowłókna takie są trudne w produkcji, gdyż do wzrostu wymagają temperatury 650 stopni Celsjusza. Opracowana na Gatech metoda dekompozycji hydrotermalnej pozwala na obniżenie tej temperatury do 230 stopni.
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Efektywność obecnie produkowanych ogniw słonecznych wynosi mniej niż 30%. Tymczasem badania przeprowadzone na University of Texas sugerują, że można ją zwiększyć do ponad 60%.
      Zespół profesora Xiaoyanga Zhu opracował metodę na przechwytywanie wysokoenergetycznych promieni słonecznych, które są tracone we współczesnych ogniwach.
      Dzisiaj najbardziej wydajne ogniwa pracują z efektywnością około 31%. Dzieje się tak, gdyż olbrzymia część światła słonecznego ma zbyt dużą energię, by można było zamienić ją w elektryczność. Energia ta, w postaci gorących elektronów, jest tracona w postaci ciepła. Jeśli udałoby się przechwycić gorące elektrony, to efektywność ogniw można by zwiększyć do 66%.
      Profesor Zhu mówi, że aby to osiągnąć należy przeprowadzić kilka operacji. Przede wszystkim trzeba spowolnić proces stygnięcia gorących elektronów. Po drugie trzeba je przechwycić i bardzo szybko zamienić na energię elektryczną. Już w 2008 roku zespół z University of Chicago wykazał, że półprzewodnikowe koloidalne nanokryształy spowalniają stygnięcie gorących elektronów. Teraz Zhu i jego koledzy wykonali kolejny krok - udało im się przechwycić gorące elektrony. Odkryli bowiem, że można je przenieść z nanokryształów selenku ołowiu do przewodnika wykonanego z dwutlenku tytanu. Jeśli możemy pozyskać gorące elektrony, możemy z nimi pracować. Zademonstrowany przez nas transfer gorących elektronów oznacza, że wysokowydajne ogniwo słoneczne nie jest już tylko teoretyczną koncepcją, ale eksperymentalną rzeczywistością - mówi procesor. Dodaje przy tym, że co prawda jego zespół wykorzystał selenek ołowiu, ale metoda będzie działała z kwantowymi kropkami wykonanymi z wielu innych materiałów.
      Zhu zaznacza, że minie jeszcze sporo czasu, zanim na rynek trafią ogniwa o wydajności 66%. Ich skonstruowanie wymaga bowiem jeszcze dużo pracy i wykonania ostatniego ze wspomnianych kroków - skierowania energii do przewodu elektrycznego. Jeśli pozyskamy z ogniwa gorący - czyli szybki - elektron i wprowadzimy go do przewodu, to utracimy jego energię w postaci ciepła. Naszym następnym celem jest dopracowanie kompozycji chemicznej przewodu, by straty były jak najmniejsze - powiedział profesor. Pokusił się nawet o stwierdzenie, że nie ma żadnego powodu, dla którego ludzkość nie miałaby w ciągu najbliższych 50 lat nie wykorzystywać 100 procent energii Słońca.
×
×
  • Create New...