Forskare vid Imperial College London har uppfunnit en ny lövliknande struktur som kan samla in och generera solcellsenergi och producera färskvatten, som efterliknar processen som sker i verkliga växter.
Döpt "PV Sheet", innovationen "använder lågkostnadsmaterial som kan inspirera en ny generation av förnybar energiteknik."
Studier har visat att fotovoltaiska blad "kan generera mer än 10 procent mer el än konventionella solpaneler, som förlorar upp till 70 procent av solenergin till miljön."
Om den används effektivt kan uppfinningen också producera över 40 miljarder kubikmeter färskt vatten per år fram till 2050.
"Denna innovativa design har stor potential att förbättra solpanelernas prestanda samtidigt som kostnadseffektivitet och praktik ger," sade Dr. Qian Huang, forskare emeritus vid avdelningen för kemiteknik och författare till den nya studien.
De konstgjorda bladen är utformade för att eliminera behovet av pumpar, fläktar, kontrolllådor och dyra porösa material.Det ger också termisk energi, anpassar sig till olika solförhållanden och tolererar omgivningstemperaturer.
"Implementeringen av denna innovativa arkdesign kan hjälpa till att påskynda den globala energiövergången samtidigt som han tar upp två pressande globala utmaningar: stigande efterfrågan på energi och färskt vatten," sade Christos Kristal, chef för Clean Energy Processes Laboratory och författare till studien.
Fotovoltaiska blad är baserade på riktiga blad och efterliknar transpirationsprocessen, vilket gör att växten kan överföra vatten från rötter till bladens spetsar.
På detta sätt kan vatten röra sig, distribuera och avdunsta genom PV -bladen, medan de naturliga fibrerna efterliknar venbuntarna på bladen, och hydrogelna härmar cellerna i en svamp för att effektivt ta bort värme från solenergcellerna.
I oktober 2019 utvecklade ett team av forskare vid University of Cambridge ett "konstgjort blad" som kan producera en ren gas som kallas syntesgas med endast solljus, koldioxid och vatten.
Sedan, i augusti 2020, utvecklade forskare från samma institution, inspirerade av fotosyntes, flytande "konstgjorda blad" som kan använda solljus och vatten för att producera rent bränsle.Enligt rapporter vid den tiden skulle dessa autonoma enheter vara tillräckligt lätta för att flyta och vara ett hållbart alternativ till fossila bränslen utan att ta upp mark som traditionella solpaneler.
Kan löv vara grunden för att flytta bort från förorenande bränslen och mot renare, grönare alternativ?
De flesta av solenergin (> 70%) som träffar en kommersiell PV -panel sprids som värme, vilket resulterar i en ökning av dess driftstemperatur och en betydande försämring av elektrisk prestanda.Solenergieffektiviteten för kommersiella fotovoltaiska paneler är vanligtvis mindre än 25%.Här demonstrerar vi konceptet med ett hybridpolygenerationsfotovoltaiskt blad med en biomimetisk transpirationsstruktur tillverkad av miljövänliga, billiga och allmänt tillgängliga material för effektiv passiv temperaturkontroll och polygeneration.Vi har experimentellt visat att biomimetisk transpiration kan ta bort cirka 590 W/m2 värme från fotovoltaiska celler, minska celltemperaturen med cirka 26 ° C vid 1000 W/m2 -belysning och resultera i en relativ ökning av energieffektiviteten på 13,6%.Dessutom kan PV -bladen synergistiskt använda den återvunna värmen för att generera ytterligare värme och färskt vatten samtidigt i en enda modul, vilket kraftigt ökar den totala effektiviteten för solenergiutnyttjande från 13,2% till över 74,5% och genererar över 1,1L/ h .
Posttid: 2023-aug-29