Pozrite si
Do priehľadných fotovoltaických panelov vkladajú nádeje mnohí, ale väčšinou ich potenciál vidia v oknách a fasádach budov. Inžinieri z University of California Los Angeles (UCLA) zamierili inam. Umiestnili na skleník polopriehľadnú solárnu strechu a dospeli k niekoľkým prekvapivým zisteniam.
Vedci z UCLA Samueli School of Engineering navrhli polopriehľadné organické solárne panely, ktoré dokážu absorbovať energiu zo slnečného žiarenia bez toho, aby blokovali svetlo, ktoré potrebujú rastliny.
Obsah pokračuje pod reklamou
Nasadené organické solárne články namiesto anorganických látok používaných v bežných solárnych zariadeniach využívajú vrstvu L-glutatiónu, tripeptidovej molekuly zloženej z troch aminokyselín: glutamínu, cysteínu a glycínu. Je to antioxidant, ktorý sa prirodzene vyskytuje aj v ľudskom tele.
Organické materiály sú jedinečne vhodné pre „agrovoltaiku“ kvôli ich selektivite absorpcie svetla. Nevýhodou, ktorá bráni ich širokému použitiu, je ich nedostatočná stabilita.
Organické solárne články majú totiž tendenciu degradovať výrazne rýchlejšie ako kremíkové solárne články, pretože slnečné svetlo spôsobuje ich oxidáciu a tým stratu elektrónov. Vedci z UCLA však, zdá sa, našli riešenie.
Pridanie L-glutatiónu predĺžilo životnosť solárnych článkov, zlepšilo ich účinnosť a stále umožnilo slnečnému žiareniu dostať sa k rastlinám v malom modeli skleníka.
Vedci zistili, že dodatočná vrstva L-glutatiónu zastavila oxidáciu ostatných materiálov v solárnom článku. Použité organické FV (OPV) články dosiahli účinnosť premeny solárnej energie na elektrickú 13,5% a priemernú priepustnosť viditeľného svetla 21,5%. Ukázali aj pozoruhodnú prevádzkovú stabilitu – po 1008 hodinách nepretržitého osvetlenia ich účinnosť klesla na 84,8% pôvodnej. Bez pridanej ochrannej vrstvy to bolo len 20%. Napriek tomu to nevyzerá úplne dobre v prospech premeny skleníkov na elektrárne. Bol by to stále „beh na veľmi krátkej trati“. Ale OPV články ukázali aj iné benefity.
Výskumníci zároveň sledovali rast plodín, ako je pšenica, fazuľa mungo a brokolica v dvoch rôznych experimentoch. V jednom použili na skleníku priehľadnú sklenenú strechu so segmentmi bežných anorganických solárnych článkov a v druhom bola strecha celá vyrobená z polopriehľadných OPV článkov. Zaujímavé bolo, že plodiny v skleníku s organickou solárnou strechou rástli rýchlejšie ako rastliny v bežnom skleníku.
Vedci to pripisujú vrstve L-glutatiónu. Tá blokovala ultrafialové lúče, ktoré môžu inhibovať (tlmiť) rast rastlín, aj infračervené lúče, ktoré sú zodpovedné za prehrievanie skleníkov, takže rastliny potrebujú viac vody.
Výskumný tím teraz založil na UCLA startup , ktorého cieľom je rozšíriť výrobu organických solárnych článkov v rozsahu na priemyselné využitie. Dúfajú, že v budúcnosti budú môcť komercializovať skleníky so strechami z organických solárnych článkov
Štúdia s názvom „Dosiahnutie trvalej udržateľnosti skleníkov integráciou stabilnej polopriehľadnej organickej fotovoltaiky“ bola publikovaná v časopise Nature Sustainability .
Zdroj