Investigadors de l'Imperial College de Londres han inventat una nova estructura semblant a una fulla que pot recollir i generar energia solar fotovoltaica i produir aigua dolça, imitant el procés que es produeix a les plantes reals.
Anomenada "Full PV", la innovació "utilitza materials de baix cost que podrien inspirar una nova generació de tecnologies d'energia renovable".
Els estudis han demostrat que les fulles fotovoltaiques "poden generar més d'un 10% més d'electricitat que els panells solars convencionals, que perden fins a un 70% de l'energia solar al medi ambient".
Si s'utilitza amb eficàcia, la invenció també podria produir més de 40.000 milions de metres cúbics d'aigua dolça per any l'any 2050.
"Aquest disseny innovador té un gran potencial per millorar significativament el rendiment dels panells solars alhora que ofereix rendibilitat i practicitat", va dir el doctor Qian Huang, investigador emèrit del Departament d'Enginyeria Química i autor del nou estudi.
Les fulles artificials estan dissenyades per eliminar la necessitat de bombes, ventiladors, caixes de control i materials porosos cars.També aporta energia tèrmica, s'adapta a les diferents condicions solars i tolera les temperatures ambientals.
"La implementació d'aquest disseny innovador de làmines pot ajudar a accelerar la transició energètica mundial alhora que s'aborden dos reptes globals urgents: l'augment de la demanda d'energia i aigua dolça", va dir Christos Kristal, cap del Laboratori de Processos d'Energia Neta i autor de l'estudi.va dir Markides.
Les fulles fotovoltaiques es basen en fulles reals i imiten el procés de transpiració, permetent a la planta transferir aigua des de les arrels fins a les puntes de les fulles.
D'aquesta manera, l'aigua pot moure's, distribuir-se i evaporar-se a través de les fulles fotovoltaiques, mentre que les fibres naturals imiten els feixos de venes de les fulles, i l'hidrogel imita les cèl·lules d'una esponja per eliminar de manera eficient la calor de les cèl·lules fotovoltaiques solars.
L'octubre de 2019, un equip de científics de la Universitat de Cambridge va desenvolupar una "fulla artificial" que pot produir un gas pur anomenat gas de síntesi utilitzant només llum solar, diòxid de carboni i aigua.
Llavors, l'agost de 2020, investigadors de la mateixa institució, inspirats en la fotosíntesi, van desenvolupar "fulles artificials" flotants que poden utilitzar la llum solar i l'aigua per produir combustible net.Segons els informes de l'època, aquests dispositius autònoms serien prou lleugers com per flotar i ser una alternativa sostenible als combustibles fòssils sense ocupar terreny com els panells solars tradicionals.
Les fulles poden ser la base per allunyar-se dels combustibles contaminants i cap a opcions més netes i ecològiques?
La major part de l'energia solar (>70%) que arriba a un panell fotovoltaic comercial es dissipa en forma de calor, la qual cosa comporta un augment de la seva temperatura de funcionament i un deteriorament important del rendiment elèctric.L'eficiència energètica solar dels panells fotovoltaics comercials sol ser inferior al 25%.Aquí demostrem el concepte d'una fulla fotovoltaica de poligeneració híbrida amb una estructura de transpiració biomimètica feta de materials respectuosos amb el medi ambient, barats i àmpliament disponibles per a un control passiu de la temperatura i una poligeneració eficaços.Hem demostrat experimentalment que la transpiració biomimètica pot eliminar uns 590 W/m2 de calor de les cèl·lules fotovoltaiques, reduir la temperatura cel·lular uns 26 °C a una il·luminació de 1000 W/m2 i donar lloc a un augment relatiu de l'eficiència energètica del 13,6%.A més, les làmines fotovoltaiques poden utilitzar de manera sinèrgica la calor recuperada per generar calor addicional i aigua dolça alhora en un únic mòdul, augmentant considerablement l'eficiència global d'utilització de l'energia solar del 13,2% a més del 74,5% i generant més d'1,1 L/h. ./ m2 d'aigua pura.
Hora de publicació: 29-agost-2023