Odnawialne źródła energii (OZE) to przyszłość naszej planety. Nie chodzi tu jednak tylko o rozwój technologiczny. Eksperci od lat zwracają uwagę na to, że od zmian w polityce energetycznej zależy to, czy powstrzymamy kryzys klimatyczny i globalne ocieplenie. Celem Unii Europejskiej jest m.in. ograniczenie emisji gazów cieplarnianych o 80–95% do 2050 roku. Jednak żeby to osiągnąć, trzeba zwiększyć nakłady na rozwój OZE. Tutaj z pomocą przychodzą naukowcy.
Supernowoczesne i ultralekkie ogniwa, które wytwarzają znacznie więcej energii
Inżynierowie z Massachusetts Institute of Technology zaprojektowali niezwykle innowacyjne ogniwa słoneczne. Są cieńsze niż ludzki włos i mogą zmienić każdą stałą powierzchnię w źródło energii. Ogniwa są przyklejone do bardzo mocnej i lekkiej tkaniny, dzięki czemu można je z łatwością przymocować praktycznie wszędzie.
Naukowcy twierdzą, że ich wynalazek może się bardzo dobrze sprawdzić w podróży oraz w nagłych wypadkach, w sytuacjach, gdy w okolicy nie ma żadnego źródła zasilania.
Nowe fotoogniwo jest aż sto razy lżejsze od konwencjonalnych paneli słonecznych. Co więcej, generuje znacznie więcej energii na kilogram. Wykonano je z półprzewodnikowego tuszu za pomocą drukowania 3D. Badacze wierzą, że dzięki temu rozwiązaniu w przyszłości ich pomysł będzie wykorzystywany na szeroką skalę.
Ogniwa mogą być wykorzystywane na szeroką skalę
Uczeni z MIT podkreślają, że ze względu na ultracienką strukturę, ich ogniwa sprawdzą się w różnych sytuacjach. Naukowcy twierdzą, że można je przymocować np. do żagli, co zapewni zasilanie na otwartym morzu. Sprawdzą się również w warunkach survivalowych lub na campingach.
Z kolei przymocowanie fotoogniwa do drona zapewni maszynie dłuższy czas lotu. Co więcej, badacze uważają, że urządzenie może być przydatne podczas usuwania skutków katastrof, gdy dostęp do energii jest ograniczony.
– Nasz wynalazek umożliwia łatwą integrację z powierzchnią stałą. Mamy nadzieję, że nasza technologia zostanie szybko wdrożona. Dążymy do tego, aby to się stało. To niezwykłe ważne, szczególnie w kontekście zapotrzebowania na bezemisyjne źródła energii – mówi Vladimir Bulović, współautor odkrycia i profesor nowych technologii na MIT.
Tradycyjne fotoogniwa produkowane są z materiałów półprzewodnikowych, najczęściej z krzemu, germanu i selenu. To sprawia, że najpopularniejsze panele słoneczne są kruche. Właśnie dlatego muszą być zamknięte w dużych i ciężkich aluminiowych ramach.
Rozwiązanie jest wciąż w fazie testowej
Naukowcy stworzyli nowe ogniwa z wykorzystaniem najnowszych rozwiązań nanotechnologicznych. Za pomocą nowoczesnego urządzenia stworzyli powłokę ogniwa słonecznego, która ma zaledwie 15 mikrometrów grubości. Aby zapobiec uszkodzeniom mechanicznym, ogniwo zostało przymocowane do materiału kompozytowego o nazwie dyneema. To materiał używany m.in. do produkcji pętli wspinaczkowych, kamizelek kuloodpornych oraz elementów endoprotez. Waży ok. 13 gramów na metr kwadratowy.
Pierwsze testy wykazały, że ultracienkie ogniwa słoneczne generują ok. 730 watów mocy na kilogram, a po umieszczeniu ich na materile deneema – 370 watów. Oznacza to, że wytwarzają nawet 18 razy więcej energii na kilogram niż konwencjonalne palenie słoneczne.
– Standardowa fotowoltaika na dachu w Massachusetts generuje około 8000 watów. Aby wytworzyć tę samą ilość energii, nasze ogniwa ważyłyby zaledwie 20 kilogramów – przyznają naukowcy z MIT. Eksperci podkreślają jednak, że pozostaje problem ochrony przed czynnikami środowiskowymi, jak np. deszcz i wilgoć. Badacze chcą teraz stworzyć ultralekkie pojemniki, w których można by było zamknąć nowoczesne ogniwa.
