Penyelidik di Imperial College London telah mencipta struktur seperti daun baharu yang boleh mengumpul dan menjana tenaga suria fotovoltaik dan menghasilkan air tawar, meniru proses yang berlaku dalam tumbuhan sebenar.
Digelar "Lembaran PV", inovasi itu "menggunakan bahan kos rendah yang boleh memberi inspirasi kepada generasi baharu teknologi tenaga boleh diperbaharui."
Kajian telah menunjukkan bahawa daun fotovoltaik "boleh menjana lebih daripada 10 peratus lebih tenaga elektrik daripada panel solar konvensional, yang kehilangan sehingga 70 peratus tenaga suria kepada alam sekitar."
Jika digunakan dengan berkesan, ciptaan itu juga boleh menghasilkan lebih 40 bilion meter padu air tawar setahun menjelang 2050.
"Reka bentuk inovatif ini mempunyai potensi besar untuk meningkatkan prestasi panel solar dengan ketara sambil memberikan keberkesanan dan kepraktisan kos," kata Dr Qian Huang, penyelidik emeritus di Jabatan Kejuruteraan Kimia dan pengarang kajian baharu itu.
Daun tiruan direka untuk menghapuskan keperluan pam, kipas, kotak kawalan dan bahan berliang yang mahal.Ia juga membekalkan tenaga haba, menyesuaikan diri dengan keadaan suria yang berbeza, dan bertolak ansur dengan suhu ambien.
"Pelaksanaan reka bentuk helaian inovatif ini boleh membantu mempercepatkan peralihan tenaga global sambil menangani dua cabaran global yang mendesak: peningkatan permintaan untuk tenaga dan air tawar," kata Christos Kristal, ketua Makmal Proses Tenaga Bersih dan pengarang kajian itu.Markides berkata.
Daun fotovoltaik adalah berdasarkan daun sebenar dan meniru proses transpirasi, membolehkan tumbuhan memindahkan air dari akar ke hujung daun.
Dengan cara ini, air boleh bergerak, mengedar dan menyejat melalui daun PV, manakala gentian semula jadi meniru berkas urat daun, dan hidrogel meniru sel span untuk mengeluarkan haba daripada sel PV solar dengan cekap.
Pada Oktober 2019, satu pasukan saintis di University of Cambridge telah membangunkan "daun tiruan" yang boleh menghasilkan gas tulen yang dipanggil gas sintesis menggunakan hanya cahaya matahari, karbon dioksida dan air.
Kemudian, pada Ogos 2020, penyelidik dari institusi yang sama, yang diilhamkan oleh fotosintesis, membangunkan "daun tiruan" terapung yang boleh menggunakan cahaya matahari dan air untuk menghasilkan bahan api bersih.Menurut laporan pada masa itu, peranti autonomi ini cukup ringan untuk terapung dan menjadi alternatif yang mampan kepada bahan api fosil tanpa mengambil tanah seperti panel solar tradisional.
Bolehkah daun menjadi asas untuk menjauhkan diri daripada bahan api yang mencemarkan dan ke arah pilihan yang lebih bersih dan hijau?
Kebanyakan tenaga suria (>70%) yang mengenai panel PV komersial dihamburkan sebagai haba, mengakibatkan peningkatan dalam suhu operasinya dan kemerosotan ketara dalam prestasi elektrik.Kecekapan tenaga suria bagi panel fotovoltaik komersial biasanya kurang daripada 25%.Di sini kami menunjukkan konsep bilah fotovoltan poligenerasi hibrid dengan struktur transpirasi biomimetik yang diperbuat daripada bahan mesra alam, murah dan tersedia secara meluas untuk kawalan suhu pasif dan poligenerasi yang berkesan.Kami telah menunjukkan secara eksperimen bahawa transpirasi biomimetik boleh mengeluarkan kira-kira 590 W/m2 haba daripada sel fotovoltaik, mengurangkan suhu sel kira-kira 26°C pada pencahayaan 1000 W/m2, dan mengakibatkan peningkatan relatif dalam kecekapan tenaga sebanyak 13.6%.Selain itu, bilah PV boleh secara sinergistik menggunakan haba pulih untuk menjana haba tambahan dan air tawar pada masa yang sama dalam satu modul, meningkatkan kecekapan penggunaan tenaga suria keseluruhan daripada 13.2% kepada lebih 74.5% dan menjana lebih 1.1L/j. ./ m2 air tulen.
Masa siaran: 29 Ogos 2023