Struktura koncepcyjna liścia fotowoltaicznego (źródło: Dr Gan Huang, nature.com)
Struktura koncepcyjna liścia fotowoltaicznego (źródło: Dr Gan Huang, nature.com)

Liście fotowoltaiczne, które produkują prąd? Natura uczy nas tworzyć lepsze panele słoneczne

Fotowoltaika stała się jednym z kluczowych rozwiązań w zakresie technologii odnawialnej energii. Dzięki niej promienie słoneczne zamieniane są na prąd elektryczny. W poszukiwaniu nowych, bardziej wydajnych rozwiązań, naukowcy z Imperial College London wykorzystali inspirację z natury, prezentując projekt liścia fotowoltaicznego (PV-leaf).

Kluczowe zalety nowego projektu

Podobnie, jak rośliny przekształcają światło słoneczne w energię dla siebie, my, ludzie stworzyliśmy panele słoneczne do wytwarzania energii dla nas. Ale co, jeśli moglibyśmy je uczynić jeszcze lepszymi? Nowa technologia, nazywana „PV-leaf” (czyli fotowoltaicznym liściem), jest nie tylko bardziej wydajna, ale także tańsza w produkcji.

Tradycyjne panele słoneczne tracą mnóstwo energii — aż 70% tego, co przysługuje im od słońca, ale dzięki nauce od prawdziwych liści, nowe PV-leaf mogą „złapać” go więcej, dając nam również więcej energii. A to nie koniec. Wyobraźcie sobie, że te panele mogą również dostarczać nam świeżej wody. Brzmi niewiarygodnie?

Nowe liście fotowoltaiczne eliminują potrzebę stosowania pomp, wentylatorów, jednostek sterujących oraz drogich materiałów porowatych. Są one w stanie dostarczyć dodatkową czystą wodę i energię cieplną, a także dostosować się do zmian temperatury otoczenia i warunków słonecznych.

Schematyczna ilustracja rozmieszczenia struktury ogniwa fotowoltaicznego i transpiracji w liściu PV inspirowanym biologią (źródło: nature.com)
Schematyczna ilustracja rozmieszczenia struktury ogniwa fotowoltaicznego i transpiracji w liściu PV inspirowanym biologią (źródło: nature.com)

Inspiracja naturą w środku technologii

W przyrodzie liść rośliny składa się z różnych struktur, które umożliwiają przemieszczanie wody z korzeni do liści w procesie zwanym transpiracją. Naukowcy z Imperial zainspirowali się tym procesem, tworząc swoją koncepcję, która jest w stanie przemieszczać, dystrybuować i parować wodę, tak jak w przyrodzie. Naturalne włókna naśladują wiązki żył liściowych, a hydrożele imitują komórki gąbki. Dzięki temu PV-leaf może skutecznie i niedrogo usuwać ciepło z komórek fotowoltaicznych.

Dr Gan Huang, naukowiec z Imperial College, jest podekscytowany tym, co przyniesie ta nowa technologia. Mówi, że może to być prawdziwy przełom w sposobie, w jaki korzystamy z energii słonecznej. Natomiast Profesor Christos Markides dodaje, że takie rozwiązania pomogą nam w walce z globalnymi wyzwaniami, takimi jak brak energii i wody.