2023 Szerző: Sophia Otis | [email protected]. Utoljára módosítva: 2023-05-21 01:49
Mivel az Egyesült Államokban az olaj- és gázárak minden idők csúcsán mozognak, a megújuló energiaforrások iránti érdeklődés ismét felmelegszik. A UCLA Henry Samueli School of Engineering and AppliedScience kutatói azt remélik, hogy a növekvő keresletet egy új és megfizethetőbb módja a napsugarak hasznosításának: mindennapi műanyagokból készült napelem panelek használata.
A Nature Materials magazinban ma közzétett kutatásban Yang Yang UCLA mérnök professzora, Gang Li posztdoktori kutató és Vishal Shrotriya végzős hallgató bemutatja munkájukat egy innovatív, új műanyag (vagy polimer) napelemen, amely reményeik szerint végül mindössze 10 százalékos mennyiségben gyártható. a hagyományos cellák jelenlegi költségének 20 százalékára, így a technológia szélesebb körben elérhetővé válik.
"A napenergia tiszta alternatív energiaforrás. A jelenlegi energiaválság miatt egyértelmű, hogy fel kell ölelnünk a megújuló energia olyan új forrásait, amelyek jót tesznek bolygónknak. Szilárdan hiszek abban, hogy a technológiát megfizethető áron biztosítjuk. olyan lehetőségek, amelyeket minden fogyasztó a gyakorlatba ültethet” – mondta Yang.
A minőségi hagyományos napelemmodulok ára általában három-négyszer drágább, mint a fosszilis tüzelőanyag. Míg az árak az 1980-as évek eleje óta csökkentek, maga a napelemmodul még mindig a hagyományos napenergia-rendszer teljes telepített költségének közel felét teszi ki.
Jelenleg a világ napelemeinek csaknem 90 százaléka finomított, nagy tisztaságú szilíciumból készül – ugyanabból az anyagból, amelyet az integrált áramkörök és számítógépes chipek gyártásához is használnak. A számítógépipar által támasztott nagy kereslet jelentősen csökkentette a minőség elérhetőségét szilícium, ami túlzottan magas költségeket eredményez, ami kizárja, hogy az átlagfogyasztó számára a napenergia alternatíva.
A két vezetőképes elektróda közé beágyazott egyetlen műanyagrétegből készült UCLA napelem könnyen tömegesen gyártható, és sokkal olcsóbb az előállítása – nagyjából a hagyományos szilícium napelemes technológia költségének egyharmada. Az építéshez használt polimerek olyan nagy mennyiségben kaphatók a kereskedelemben, hogy Yang azt reméli, hogy a költségtudatos fogyasztók világszerte gyorsan átveszik a technológiát.
Az UCLA napelemen végzett független tesztek már jó eredményeket értek el. Az ország egyetlen hiteles napenergia-technológiai tanúsító szervezete, a National Renewable Energy Laboratory (NREL), amelynek székhelye Golden, Colo. található, segített az UCLA csapatának biztosítani a hatékonysági számok pontosságát. A cella hatásfoka annak az energiának a százalékos aránya, amelyet a napelem a ténylegesen elérő energia vagy napfény teljes energiamennyiségéből gyűjt össze.
Yang szerint az UCLA által elért 4,4 százalékos hatásfok a műanyag napelemek eddig publikált legmagasabb száma.
"Mint minden kutatásnál, a pontos hatékonysági referenciaértékek elérése kritikus lépés" - mondta Yang. "Különösen az ilyen jellegű kutatások esetében, ahol a jelentett hatékonysági számok nagyon eltérőek lehetnek, hálásak vagyunk az NREL-nek, hogy segített munkánk pontosságának igazolásában."
Tekintettel a csapat által a technológia terén már megtett lépésekre, Yang számításai szerint nagyon rövid időn belül képes lesz megduplázni a hatékonysági százalékot. A polimer napelemek teljesítményének célja végső soron körülbelül 15-20 százalékos hatékonyság, 15-20 éves élettartam mellett. Az azonos élettartamú, nagyméretű szilícium modulok általában 14-18 százalékos hatékonysággal rendelkeznek.
A műanyag napelem még mindig néhány évre van attól, hogy elérhető legyen a fogyasztók számára, de az UCLA csapata szorgalmasan dolgozik, hogy piacra kerüljön.
"Reméljük, hogy végső soron a napenergia széles körben felhasználható lesz a kereskedelmi szektorban és a magánszektorban is. Képzelje el az autókba szerelt napelemeket, amelyek elnyelik a napenergiát, helyettesítve ezzel a hagyományos dízel- és gázhasználatot. Az emberek versengenek majd azért, hogy a parkolóházak legfelső szintjén parkolják le autójukat, hogy az autóikat napfényben tölthessék. Ugyanezen elv alapján a mobiltelefonokat napenergiával is lehet tölteni" – mondta Yang. „Az alkalmazások széles választéka létezik."
Az UCLA Henry Samueli Mérnöki és Alkalmazott Tudományos IskolárólAz 1945-ben alapított UCLA Henry Samueli Mérnöki és Alkalmazott Tudományos Iskola 28 tudományos és szakmai képzési programot kínál Az iskola a 10 legjobb mérnöki iskola közé tartozik az állami egyetemek között országszerte, és öt több millió dolláros interdiszciplináris kutatóközpontnak ad otthont, amelyeket a legjobb nemzeti és szakmai ügynökségek finanszíroznak. További információért látogasson el a https://www.engineer.ucla.edu/. webhelyre.
