インペリアル・カレッジ・ロンドンの研究者らは、実際の植物で起こるプロセスを模倣して、太陽光発電エネルギーを収集して生成し、淡水を生成できる新しい葉のような構造を発明した。
「PV シート」と呼ばれるこのイノベーションは、「新世代の再生可能エネルギー技術を刺激する可能性のある低コストの材料を使用している」。
研究によると、太陽光発電リーフは「環境に太陽エネルギーの最大70パーセントを損失する従来のソーラーパネルよりも10パーセント以上多くの電力を生成できる」ことが示されています。
この発明を効果的に利用すれば、2050年までに年間400億立方メートル以上の淡水を生産できる可能性がある。
「この革新的な設計は、費用対効果と実用性を提供しながら、ソーラーパネルの性能を大幅に向上させる大きな可能性を秘めています」と、化学工学部の名誉研究者であり、新しい研究の著者である銭黄博士は述べています。
人工リーフは、ポンプ、ファン、コントロールボックス、高価な多孔質材料の必要性を排除するように設計されています。また、熱エネルギーを提供し、さまざまな太陽条件に適応し、周囲温度にも耐えます。
「この革新的なシート設計の導入は、エネルギーと淡水の需要の高まりという2つの差し迫った世界的課題に対処しながら、世界的なエネルギー転換を加速するのに役立ちます」とクリーンエネルギープロセス研究所所長で研究著者のクリストス・クリスタル氏は述べた。マルキデス氏は語った。
太陽光発電葉は本物の葉をベースにしており、蒸散のプロセスを模倣し、植物が根から葉の先端まで水を移動できるようにします。
このようにして、水は太陽光発電の葉を通して移動、分布、蒸発することができ、天然繊維は葉の静脈束を模倣し、ヒドロゲルはスポンジの細胞を模倣して太陽光発電セルから熱を効率的に除去します。
2019年10月、ケンブリッジ大学の科学者チームは、太陽光、二酸化炭素、水のみを使って合成ガスと呼ばれる純粋なガスを生成できる「人工葉」を開発した。
そして2020年8月、同じ施設の研究者らが光合成に着想を得て、太陽光と水を利用してクリーンな燃料を生成できる浮遊「人工葉」を開発した。当時の報告によると、これらの自律型デバイスは浮くほど軽量で、従来のソーラーパネルのように土地を占有することなく、化石燃料に代わる持続可能な代替品となるという。
葉は、汚染燃料から離れ、よりクリーンで環境に優しい選択肢に移行するための基礎となるでしょうか?
商用 PV パネルに当たる太陽エネルギーの大部分 (>70%) は熱として放散され、その結果、動作温度が上昇し、電気的性能が大幅に低下します。市販の太陽光発電パネルの太陽エネルギー効率は通常 25% 未満です。ここでは、効果的な受動的温度制御とポリジェネレーションのための、環境に優しく、安価で広く入手可能な材料で作られた生体模倣蒸散構造を備えたハイブリッドポリジェネレーション光起電力ブレードのコンセプトを実証します。私たちは、生体模倣蒸散が太陽電池から約 590 W/m2 の熱を除去し、1000 W/m2 照度でセル温度を約 26°C 低下させ、その結果エネルギー効率が 13.6% 相対的に増加することを実験的に実証しました。さらに、PV ブレードは回収した熱を相乗的に利用して、単一モジュール内で追加の熱と淡水を同時に生成することができ、全体的な太陽エネルギー利用効率が 13.2% から 74.5% 以上に大幅に向上し、1.1L/h 以上の発電量を実現します。 。/m2の純水。
投稿日時: 2023 年 8 月 29 日