Jump to content
Forum Kopalni Wiedzy

Recommended Posts

Jaki powinien być panel słoneczny marzeń? Efektywny, tani w produkcji, trwały, giętki i przyjazny środowisku. Wszystko to mogą dać perowskity: nowy materiał, który oferuje efektywność energetyczną porównywalną z panelami krzemowymi, ale jest o wiele tańszy i prostszy do wyprodukowania. Nowe badania prowadzone w IChF PAN we współpracy ze szwajcarskim EPFL przybliżają nas do komercjalizacji tej technologii.

Chciałbyś podładować telefon w trakcie wędrówki po górach? A może zostać prosumentem, tyle że... nie masz dachu, na którym dałoby się zainstalować słoneczne panele? Jeśli chwilę poczekasz, twoje marzenia mogą się spełnić dzięki perowskitom. Metalohalogenki perowskitów od kilku lat stają się wiodącym kandydatem na najbardziej ekonomiczny materiał, głównie w dziedzinie energii odnawialnej, a konkretnie – paneli słonecznych. To, co dziś widujemy na dachach czy w specjalnych instalacjach fotowoltaicznych, to panele krzemowe. Są dość grube, sztywne, a do ich wyprodukowania potrzeba długiego czasu, bardzo wysokich temperatur i skomplikowanych technologii. Jednym słowem – dużo pieniędzy. Tymczasem perowskity są proste i tanie w produkcji, a ich synteza nie wymaga skomplikowanej i drogiej aparatury.

Perowskit oferuje przy tym wydajność energetyczną porównywalną z krzemem (tu mimo ponad 40 lat badań i rozwoju wciąż nie przekracza ona 27%), a rekordy są wciąż śrubowane. W początkach badań nad tym materiałem, w 2009 roku, wydajność perowskitu wynosiła 3,9%. Dekadę później – już 24,2% - objaśnia Rashmi Runjhun. Potencjalnie może sięgnąć 31%, a dzięki architekturze tandemowej – nawet więcej - dodaje badaczka, a przecież wszyscy dziś stawiają na wydajność. Zdaniem Runjhun, właśnie dlatego perowskity mają wielki potencjał przemysłowy. Wystarczy wziąć parę stosunkowo dostępnych chemicznych związków, wymieszać je w roztworze i nanieść na podłoże. Doktorantka programu NaMeS ma nadzieję, że w niedalekiej przyszłości dzięki badaniom jej i innych zespołów, perowskitowe warstwy światłoczułe będzie można nanosić na różne, w tym elastyczne i giętkie, powierzchnie. Np. na zróżnicowane geometrycznie powierzchnie ścian, dachów czy... ubrania. Być może powstaną nawet farby ścienne generujące energię.

Z pewnością pomogą w tym badania prowadzone w IChF PAN we współpracy ze szwajcarskim EPFL. Dzięki niewielkiej zmianie składu roztworu udało się podnieść jego energetyczną wydajność z 15% do ponad 20%. To efekt zarówno większych ziaren warstwy aktywnej, jak i lepszej separacji ładunków. Niejako "przy okazji" zespołowi badawczemu udało się też wydłużyć czas życia perowskitowych paneli i zwiększyć ich stabilność. Wyniki opublikowano niedawno w Chemistry of Materials.

Wyzwania? Sprawić, by nowe, perowskitowe, panele słoneczne były bardziej przyjazne środowisku; na razie bowiem materiał opiera się na toksycznym ołowiu - dodaje szef projektu, prof. Janusz Lewiński. A jaki jest idealny panel słoneczny z marzeń Rashmi Runjhun? Powinien być, rzecz jasna, wydajny – mówi doktorantka. Poza tym tani w produkcji, stabilny (przynajmniej 10 lat dobrej aktywności) i przyjazny środowisku. No i oczywiście giętki. Taki, żeby np. można było nanosić fotowoltaiczną warstwę na tkaniny. Już nigdy nie groziłby nam urlop pod namiotem bez prądu.


« powrót do artykułu

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
      Firma Grouphug z Nowego Jorku zaprezentowała właśnie Window Solar Charger, pozwalający właścicielom mieszkań generować własną energię słoneczną, którą można wykorzystać do ładowania urządzeń mobilnych. Dach nie jest potrzebny. Wystarczy okno...
      Na Kickstarterze trwa akcja zbierania funduszy, bardzo zresztą udana, bo choć do końca zostało jeszcze 11 dni, cel w wysokości 10 tys. dolarów udało się już zrealizować w 500%.
      Pomysł na okienny panel słoneczny zrodził się z frustracji. Krystal Persaud, absolwentka Georgia Tech, która uważa się za osobę świadomą ekologicznie, czyli używającą toreb wielorazowych, kompostującą itp., ma w Nowym Jorku mieszkanie o powierzchni ok. 28 m2. Nie może więc zainstalować na dachu paneli słonecznych. Na rynku są co prawda dostępne osobiste panele, ale zaprojektowano je z myślą o kempingowaniu. Nie było więc innego wyjścia i Krystal musiała zaprojektować coś własnego. Tak powstał Window Solar Charger.
      Prototypy beta okiennych paneli-ładowarek przeszły już kilkumiesięczne testy konsumenckie.
      Na Window Solar Charger składa się bambusowa ramka o wymiarach 33x25,5 cm. Najważniejszym elementem jest, oczywiście, panel słoneczny o mocy 10 watów. Całość wiesza się na bawełnianym sznurku wyposażonym w przyssawkę. Z tyłu znajdują się wskaźniki świetlne, port USB oraz dojście do wewnętrznego akumulatora o pojemności 2200 miliaperogodzin.
      Pełny akumulator (aby taki uzyskać, potrzeba ok. 8-10 godzin słońca) pozwala naładować iPhone'a (2x), telefon z Androidem (1-1,5x), tablet (0,5x) czy przenośne głośniki (1x).

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Ekskrementy hipopotamów odgrywają ważną rolę w ekosystemach afrykańskich rzek i jezior. Ponieważ hipopotamów jest coraz mniej, ekosystemy również są zagrożone. W dłuższej perspektywie czasowej może to doprowadzić do katastrofy np. w Jeziorze Wiktorii.
      Jak tłumaczą naukowcy z międzynarodowego zespołu, hipopotamy prowadzą unikatowy tryb życia. Nocą zjadają na sawannie dziesiątki kilogramów świeżej trawy, za dnia większość czasu spędzają, polegując w rzekach czy jeziorach. Chronią się w ten sposób przed drapieżnikami i palącymi promieniami słońca. Podczas chłodzenia w wodzie trawią i wydalają olbrzymie ilości kału.
      Hipopotamy różnią się od innych dużych roślinożerców z sawanny. Składniki odżywcze z odchodów innych pasących się zwierząt przeważnie ponownie kończą na sawannie, gdzie są reabsorbowane przez rośliny. W przypadku hipopotamów tak się jednak nie dzieje: działają one jak swego rodzaju pompa, przekierowująca składniki odżywcze z lądu do jezior i rzek - opowiada Jonas Schoelynck z Uniwersytetu w Antwerpii.
      Schoelynck, Patrick Frings z GFZ Helmholtz Centre Potsdam i inni wykazali, że ta funkcja pompująca jest kluczowa dla życia w wodzie.
      Trawa, którą jedzą hipopotamy, zawiera krzem absorbowany z wód gruntowych. Pierwiastek ten zapewnia wytrzymałość, a także chroni przed chorobami oraz, w pewnym zakresie, przed żerowaniem przez mniejsze zwierzęta - wyjaśnia Schoelynck.
      Analiza izotopowa [oraz pomiar stężeń Si] pozwoliła nam zrekonstruować szlak transportu krzemu [ang. downstream Si flux] - tłumaczy Frings.
      Okazało się, że duża część krzemu w rzece Mara była tam transportowana przez hipopotamy. W badanym obszarze na terenie południowo-zachodniej Kenii pasące się zwierzęta absorbowały ze zjadanych roślin 800 kg krzemu dziennie; z odchodami hipopotamów do rzeki trafiało 400 kg. Naukowcy wyliczyli, że wkład hipopotamów to nawet 76% ogólnego transportu krzemu w rzece Mara. W pewnych rejonach hipopotamy odgrywają więc kluczową rolę w biogeochemicznym obiegu tego pierwiastka.
      Nasze wyniki to całkowite novum. Dotąd nikt nie zakładał, że pasące się dzikie zwierzęta mogą mieć tak duży wpływ na transport krzemu z lądu do jezior.
      Autorzy raportu z pisma Science Advances podkreślają, że krzem jest niezbędny dla pewnych organizmów, np. dla okrzemek, które produkują tlen i stanowią podstawę wielu łańcuchów pokarmowych.
      W ostatnich latach liczebność hipopotamów w Afryce drastycznie spadła wskutek utarty habitatu i polowań. Przez to ich "funkcja pompująca" została częściowo utracona. Jezioro Wiktorii, do którego wpada rzeka Mara, może przetrwać na obecnych dostawach krzemu do kilkudziesięciu lat. W dłuższej perspektywie stanie się to jednak prawdopodobnie problemem. Jeśli okrzemki nie będą miały zapewnionych wystarczających ilości Si, zostaną zastąpione glonami-szkodnikami. Konsekwencją będą niedobór tlenu i śnięcie ryb, a rybołówstwo to ważne źródło dochodu mieszkańców okolic jeziora Wiktorii.

      « powrót do artykułu
×
×
  • Create New...