Energija i okoliš

Solarne stanice koje bi mogle generirati energiju od kiše

Solarne stanice koje bi mogle generirati energiju od kiše

Graphene je bio predmet istraživačkih programa na brojnim akademskim institucijama širom svijeta s obzirom na pogodnosti za obnovljive izvore energije, poput onih koje uključuju sveučilišta Manchester i Abu Dhabi početkom ove godine. Materijal je u osnovi jedan sloj atoma ugljika raspoređen u strukturu rešetke koja ga čini 10 puta jači od čelika ali 1000 puta lakši od lista papira. Ima velik potencijal za razvoj električnih komponenata, uređaja i drugih predmeta, od senzora i baterija do membrana za izmjenu iona s nizom potencijalnih primjena, uključujući energiju, obranu i pročišćavanje vode.

S obzirom na potencijalne koristi za obnovljivu energiju, istraživači su otkrili da može zadržati energiju bolje od grafita, što znači da se može koristiti za skladištenje energije baterija, u električnim vozilima i gorivim ćelijama. Također se može koristiti za razvoj antirefleksnih premaza za solarne ćelije.

U novije vrijeme istraživači s kineskog sveučilišta Ocean u Qingdau otkrili su da grafen također može pomoći u stvaranju energije iz kišnih kapi. To može postići jer se kiša ne sastoji u potpunosti od vode, ona također sadrži brojne soli koje se mogu podijeliti na pozitivne i negativne ione. To zauzvrat znači da se jednostavna kemijska reakcija može koristiti za iskorištavanje snage, koristeći grafen za odvajanje pozitivno nabijenih iona, koji uključuju natrij, kalcij i amonij, kako bi se proizvela električna energija. Obično kada kišna kap sjedi na površini solarne ploče, razne soli u njoj znače da može generirati brojne neuravnotežene naboje. Elektroni koji se vežu s pozitivno nabijenim ionima stvaraju učinak poznat kao Lewisova kiselinsko-bazna interakcija.

U teoriji, s obzirom na to da, iako solarni paneli i dalje generiraju u oblačnim danima, količina generirane energije manja je nego u sunčanim danima, ako istraživači mogu razviti solarnu ćeliju za sve vremenske prilike koja generira električnu energiju od kiše, to bi uvelike pomoglo pojačanju trenutne solarne učinkovitost panela.

Testiranje je još uvijek u ranoj fazi, ali rezultati su obećavajući. Istraživači su tijekom istraživanja uspjeli generirati stotine mikrovolta, postigavši 6,53 učinkovitost pretvorbe solarno u električno sa prilagođene solarne ploče. Postupak je uključivao dodavanje sloja grafena u senzibiliziranu solarnu ćeliju koja je zatim stavljena na prozirnu podlogu indij-oksid-oksida i plastike. To je omogućilo ćeliji da generira energiju i od sunca i od kiše.

U biti, ono što se događa jest da se pozitivni ioni vežu za grafen tvoreći dvostruki sloj poznat kao pseudokondenzator. Razlika u energiji između dva sloja može se koristiti za stvaranje električne struje. Problem je što su ioni prisutni u kišnim kapima u niskim koncentracijama, pa se tamo postavlja pitanje kako iz tako niskih koncentracija proizvesti dovoljno električne energije. Istraživači sada rade na tome, kao i na tome kako tehnologija može riješiti razne ione koji se mogu naći u kiši.

Drugi načini korištenja grafena za povećanje količine obnovljive energije iz sunca uključuju stvaranje materijala koji može apsorbirati okolnu toplinu i svjetlost. To bi, pak, moglo omogućiti solarnim pločama da proizvode električnu energiju iz difuzne sunčeve svjetlosti u zatvorenom prostoru.

Trenutna studija dostupna je za uvid u časopisu Angewandte Chemie.


Gledaj video: Najveća plutajuća solarna elektrana na svijetu (Siječanj 2022).