Os investigadores do Imperial College London inventaron unha nova estrutura semellante ás follas que pode recoller e xerar enerxía solar fotovoltaica e producir auga doce, imitando o proceso que se produce en plantas reais.
Denominado "Folla PV", a innovación "usa materiais de baixo custo que poderían inspirar unha nova xeración de tecnoloxías de enerxía renovable".
Os estudos demostraron que as follas fotovoltaicas "poden xerar máis dun 10 por cento máis de electricidade que os paneis solares convencionais, que perden ata o 70 por cento da enerxía solar para o medio ambiente."
Se se usa de xeito eficaz, a invención tamén podería producir máis de 40 mil millóns de metros cúbicos de auga doce ao ano ata 2050.
"Este deseño innovador ten un gran potencial para mellorar significativamente o rendemento dos paneis solares ao tempo que proporciona rendibilidade e práctica", dixo o doutor Qian Huang, investigador emérito do Departamento de Enxeñaría Química e autor do novo estudo.
As follas artificiais están deseñadas para eliminar a necesidade de bombas, ventiladores, caixas de control e materiais porosos caros. Tamén proporciona enerxía térmica, adapta a diferentes condicións solares e tolera as temperaturas ambientais.
"A implementación deste innovador deseño de follas pode axudar a acelerar a transición de enerxía global ao tempo que aborda dous retos mundiais presionantes: a demanda crecente de enerxía e auga doce", dixo Christos Kristal, xefe do laboratorio de procesos de enerxía limpa e autor do estudo. Dixo Markides.
As follas fotovoltaicas baséanse en follas reais e imitan o proceso de transpiración, permitindo que a planta transfira a auga das raíces ás puntas das follas.
Deste xeito, a auga pode moverse, distribuír e evaporarse a través das follas PV, mentres que as fibras naturais imitan os feixes de veas das follas e o hidrogel imita as células dunha esponxa para eliminar de xeito eficiente o calor das células PV solar.
En outubro de 2019, un equipo de científicos da Universidade de Cambridge desenvolveu unha "folla artificial" que pode producir un gas puro chamado gas de síntese usando só luz solar, dióxido de carbono e auga.
A continuación, en agosto de 2020, investigadores da mesma institución, inspirados na fotosíntese, desenvolveron "follas artificiais" flotantes que poden usar luz solar e auga para producir combustible limpo. Segundo os informes daquel momento, estes dispositivos autónomos serían o suficientemente lixeiros como para flotar e ser unha alternativa sostible aos combustibles fósiles sen tomar terreos como os paneis solares tradicionais.
¿As follas poden ser a base para afastarse dos combustibles contaminantes e cara a opcións máis limpas e máis ecolóxicas?
A maior parte da enerxía solar (> 70%) que chega a un panel PV comercial disipouse como calor, obtendo un aumento da súa temperatura de funcionamento e un deterioro significativo no rendemento eléctrico. A eficiencia enerxética solar dos paneis fotovoltaicos comerciais é normalmente inferior ao 25%. Aquí demostramos o concepto dunha lámina fotovoltaica de polixeración híbrida cunha estrutura de transpiración biomimética feita con materiais ecolóxicos, baratos e amplamente dispoñibles para un control de temperatura pasivo eficaz e polixeración. Demostramos experimentalmente que a transpiración biomimética pode eliminar uns 590 p/m2 de calor das células fotovoltaicas, reducir a temperatura das células en aproximadamente 26 ° C a iluminación de 1000 W/M2 e producir un aumento relativo da eficiencia enerxética do 13,6%. Ademais, as láminas PV poden usar sinerxicamente a calor recuperada para xerar calor e auga doce adicionais ao mesmo tempo nun só módulo, aumentando enormemente a eficiencia global de utilización de enerxía solar de 13,2% a máis de 74,5% e xerando máis de 1,1L/ h/ h/ h/ h . / M2 de auga pura.
Tempo de publicación: agosto 29-2023