Categories: Articles destacats » Notícies elèctriques interessants
Nombre de visualitzacions: 9161
Comentaris sobre l'article: 1
Cèl·lules solars multicapa ultra-fines basades en materials nanoestructurats
Científics de tot el món estan prestant molta atenció a la millora dels sistemes de conversió d’energia solar. En un esforç per augmentar la seva eficiència i reduir, en la mesura del possible, el cost de la producció directa de plaques solars, els científics de l’Institut Tecnològic de Massachusetts van decidir emprendre el camí de reduir el gruix de les cèl·lules solars.
El nou tipus de panells pot superar qualsevol solució d’aquest tipus i, quant a la producció d’electricitat per quilogram de material utilitzat, només es produirà a urani. Aquests panells es poden fer de fulls plegats en moltes capes. grafene o disulfur de molibdè, el gruix del qual és només una molècula (piles de làmines monomoleculars). Els científics defensen que aquest enfocament es convertirà en el millor enfocament possible per al desenvolupament de l'energia solar.
Jeffrey Grossman, professor ajudant d’energia a l’Institut Tecnològic de Massachusetts, assegura que, malgrat l’atenció dels científics que investiguen materials similars a grafènes bidimensionals, el potencial d’aquests materials per al seu ús en sistemes de conversió solar s’ha oblidat completament en els darrers anys. Va resultar que aquests materials no només són bons, sinó que són molt bons a l’hora de fer front a la tasca assignada.
A la llarga, les dues capes d’un àtom de gruix, tal com es va presentar a l’equip de Grossman, proporcionaran una eficiència de l’1-2%, convertint l’energia de la llum solar en electricitat. Sembla petita en comparació amb un 15-20% d’eficàcia elements tradicionals de siliciTanmateix, és important recordar que el resultat s’aconsegueix mitjançant materials milers de vegades més prims que el paper de teixit.
Una bateria de dues capes amb un gruix d’1 nanòmetre és centenars de milers de vegades més fina que una de silici ordinari, per tant, posant aquestes làmines més primes en moltes capes, podeu augmentar i superar significativament l’eficiència habitual de les cèl·lules solars. D’aquesta manera es crearà una competència important per a una tecnologia ben consolidada, segons els coautors de Grossman.
Quan el pes és crític, com en les naus espacials, en l'aviació i en zones del món en desenvolupament on els costos de transport són importants, aquests elements lleugers ja tenen un gran potencial.
Comparat per pes, les noves plaques solars produiran fins a 1000 vegades més energia que les bateries convencionals. Al mateix temps, la tecnologia més fina de la tecnologia convencional produïda fins a la data encara supera les noves en 50 vegades en pes.
Això no només és la facilitat de transport, sinó també la facilitat d’instal·lació dels panells, perquè la meitat del cost dels panells solars actuals és el cost de l’estructura de suport i el sistema de connexió i control. Aquests costos es poden reduir molt mitjançant l’ús de dissenys més lleugers.
A més, el material en si és molt més barat que el silici de la puresa requerida, que s’utilitza a les cèl·lules solars estàndard, perquè les làmines són tan fines que requereixen una quantitat molt petita de matèries inicials.
Aquest és un exemple impressionant de com els materials nanoestructurats poden ser la base per dissenyar els darrers dispositius energètics. La resistència mecànica i la flexibilitat d’aquestes capes primes també s’espera que siguin elevades. Els desenvolupadors asseguren que aquest és només el començament d'una nova generació de materials per a l'energia solar.
D'una banda, el disulfur de molibdè i el dislenid de molibdè utilitzats en aquest projecte són només dos dels molts materials bidimensionals que podrien ser utilitzats aquí, sense oblidar les seves diverses combinacions per utilitzar-les conjuntament.
Els investigadors creuen que s’han de estudiar molts materials i ja s’han creat les condicions per a la reflexió. Els científics ja poden mirar aquests materials d'una manera completament nova.
I, encara que actualment no hi ha mètodes industrials per produir disulfur de molibdè i dislenid de molibdè, aquest és un àmbit de recerca activa. La manufacturabilitat és un problema important, però aquest problema és solucionable.
Un avantatge addicional d’aquests materials és la seva estabilitat a llarg termini fins i tot a l’aire lliure, mentre que altres materials solars requereixen un revestiment protector amb capes gruixudes de vidre, que també és car. De fet, hi ha resistència a l’exposició tant a la llum ultraviolada com a la humitat, i això fa que la nova solució sigui molt fiable.
Els treballs previs només incloïen el modelat informàtic dels materials, però ara un grup de científics està intentant fabricar ells mateixos els dispositius. Per descomptat, aquesta és només la punta de l’iceberg, des del punt de vista d’utilitzar materials bidimensionals per produir “energia neta”, segons diuen els científics.
Consulteu també a electro-ca.tomathouse.com
: