Исследователи в Imperial College London изобрели новую листоподобную структуру, которая может собирать и генерировать фотоэлектрическую солнечную энергию и производить пресную воду, имитируя процесс, который происходит в реальных растениях.
Инновация, получившая название «PV Pale», «использует недорогие материалы, которые могут вдохновить новое поколение технологий возобновляемых источников энергии».
Исследования показали, что фотоэлектрические листья «могут генерировать более чем на 10 процентов больше электроэнергии, чем обычные солнечные батареи, которые теряют до 70 процентов солнечной энергии в окружающей среде».
При эффективном использовании, изобретение также может производить более 40 миллиардов кубических метров пресной воды в год к 2050 году.
«Этот инновационный дизайн обладает большим потенциалом для значительного повышения производительности солнечных батарей, обеспечивая экономическую эффективность и практичность»,-сказал доктор Цянь Хуан, заслуженный исследователь из Департамента химического машиностроения и автор нового исследования.
Искусственные листья предназначены для устранения потребности в насосах, вентиляторах, ящиках управления и дорогих пористых материалах. Он также обеспечивает тепловую энергию, адаптируется к различным солнечным условиям и переносит температуры окружающей среды.
«Внедрение этого инновационного дизайна листа может помочь ускорить глобальный энергетический переход, решая две насущные глобальные проблемы: растущий спрос на энергию и пресную воду», - сказал Кристос Кристал, глава лаборатории процессов чистой энергии и автор исследования. Маркейдс сказал.
Фотоэлектрические листья основаны на реальных листьях и имитируют процесс транспирации, позволяя растению переносить воду из корней на кончики листьев.
Таким образом, вода может перемещаться, распространять и испаряться через листья PV, в то время как натуральные волокна имитируют пузыры вен листьев, а гидрогель имитирует клетки губки, чтобы эффективно удалить тепло из солнечных PV -клеток.
В октябре 2019 года команда ученых из Кембриджского университета разработала «искусственный лист», который может производить чистый газ, называемый синтезом, используя только солнечный свет, углекислый газ и вода.
Затем, в августе 2020 года, исследователи из того же учреждения, вдохновленные фотосинтезом, разработали плавающие «искусственные листья», которые могут использовать солнечный свет и воду для производства чистого топлива. Согласно сообщениям в то время, эти автономные устройства будут достаточно легкими, чтобы плавать и быть устойчивой альтернативой ископаемому топливу, не занимая землю, как традиционные солнечные батареи.
Могут ли листья быть основой для ухода от загрязнения топлива и к более чистым, более экологичным вариантам?
Большая часть солнечной энергии (> 70%), которая попадает в коммерческую фотоэлектрическую панель, рассеивается как тепло, что приводит к увеличению ее рабочей температуры и значительному ухудшению электрических характеристик. Эффективность солнечной энергии коммерческих фотоэлектрических панелей, как правило, составляет менее 25%. Здесь мы демонстрируем концепцию гибридного полигеншнного фотоэлектрического лезвия с биомиметической структурой транспирации, изготовленной из экологически чистых, недорогих и широко доступных материалов для эффективного пассивного контроля температуры и полигенерации. Мы экспериментально продемонстрировали, что биомиметическая транспирация может удалять около 590 Вт/м2 тепла из фотоэлектрических клеток, снизить температуру клеток примерно на 26 ° C при освещении 1000 Вт/м2 и приводит к относительному повышению энергоэффективности 13,6%. Кроме того, лопасти PV могут одновременно в одном модуле, чтобы одновременно увеличить общую эффективность использования энергии и более 74,5%, что значительно увеличивает общую эффективность использования солнечной энергии с 13,2% до более 74,5% и генерирует более 1,1 л/ ч. Полем / м2 чистой воды.
Время сообщения: 29-2023 августа