Fotowoltaika z obierków? Polscy naukowcy pracują nad niezwykłymi ogniwami
Ogniwa fotowoltaiczne produkuje się na świecie niemal w 100-procentach z krzemu. Co jednak, jeśli ogniwa PV mogłyby powstawać z obierków? To nie mrzonka, lecz projekt rozwijany przez polskich naukowców.
Zespół dr. inż. Piotra Zawadzkiego z Instytutu Inżynierii Materiałowej Politechniki Łódzkiej pracuje nad nietypowym rozwiązaniem: produkcją ogniw fotowoltaicznych z bioodpadów, m.in. obierków warzyw i skórek owoców. W skład zespołu wchodzą również Grzegorz Kawałek i prof. Łukasz Kaczmarek.
Fotowoltaika z obierków
Punktem wyjścia badań było proste spostrzeżenie: materia organiczna, w tym odpadki roślinne, składa się w dużej mierze z węgla. Naukowcy postanowili przetworzyć ten bezużyteczny materiał w grafenowe kropki kwantowe, które dzięki swoim właściwościom optycznym i elektrycznym mogą zostać wykorzystane m.in. do przetwarzania światła słonecznego w energię elektryczną.
Przed projektem jeszcze długa droga. Ogniwa z obierków mają obecnie trzy- lub czterokrotnie niższą sprawność niż tradycyjne ogniwa krzemowe. Naukowcy zaznaczają jednak, że nawet mniej wydajne ogniwa, zastosowane na dostatecznie dużej powierzchni, mogłyby dostarczać znaczne ilości energii.
Jak tłumaczy dr Zawadzki, w fotowoltaice równie ważna jak sprawność materiału jest powierzchnia, którą można zagospodarować.
Zespół stworzył już działające ogniwa, na razie jednak tylko w postaci niewielkich próbek. Najbliższe wyzwania to zwiększenie powierzchni ogniw oraz sprawdzenie ich trwałości i wydajności przy długotrwałym użytkowaniu.
Inne zastosowania grafenowych kropek z obierków
Grafenowe kropki kwantowe mogą też współpracować z klasycznymi ogniwami krzemowymi. Zespół dr. Zawadzkiego nałożył na tradycyjny moduł specjalną powłokę, która według przeprowadzonych badań zwiększa ilość wytwarzanej energii. Efekt jest szczególnie widoczny w gorszych warunkach pogodowych.
Inna koncepcja, na razie pozostająca w sferze pomysłów, to farba z grafenowych kropek, która po nałożeniu cienką warstwą mogłaby wytwarzać energię.
Grafenowe kropki kwantowe mają ponadto właściwości antybakteryjne i antystatyczne, dlatego mogą znaleźć zastosowanie w powłokach ograniczających rozwój mikroorganizmów. Zespół z łódzkiej politechniki przeprowadził już testy we współpracy z producentem mebli. Po dodaniu nanomateriału do farby udało się uzyskać powłokę o właściwościach bakteriobójczych.
Ekologiczny produkt i proces
Atutem rozwiązania jest również ekologiczny sposób wytwarzania. Jako medium reakcyjne wykorzystywana jest woda, co ogranicza stosowanie szkodliwych substancji chemicznych.
Ogniwa z odpadków mogą zmniejszyć zależność od krzemu, a pod pewnymi względami mają przewagę nad tradycyjnymi ogniwami krzemowymi: są lżejsze, bardziej elastyczne i częściowo przezroczyste. Dzięki temu mogą trafić tam, gdzie panele fotowoltaiczne dotąd się nie sprawdzały, np. na przeszklone elewacje biurowców i do okien.
Jak podkreśla dr Zawadzki, nie chodzi o proste zastąpienie jednego typu ogniw innym. Rozwiązanie jego zespołu ma uzupełniać klasyczne moduły fotowoltaiczne tam, gdzie nie mogą być one stosowane. Dzięki temu energię wytwarzałyby nie tylko instalacje na dachach.
Projekt jest finansowany ze środków Funduszy Europejskich dla Nowoczesnej Gospodarki (FENG) w ramach programu PRIME Fundacji na rzecz Nauki Polskiej. Naukowcy przygotowują się do komercjalizacji rozwiązania i w tym celu zamierzają założyć spółkę.
Źródło: naukawpolsce.pl
Marcin Karwowski
marcin.karwowski@gramwzielone.pl
© Materiał chroniony prawem autorskim. Wszelkie prawa zastrzeżone. Dalsze rozpowszechnianie artykułu tylko za zgodą wydawcy E-Magazyny Sp. z o.o.
Obserwuj nas w Google News
