Nowe sposoby konwersji energii słonecznej

Nowe sposoby konwersji energii słonecznej

Naukowcy z Pennsylvania State University opracowują nowe metody pozyskiwania i przetwarzania energii słonecznej. Najnowsze badania w tej dziedzinie polegają na zastosowaniu wysoce uporządkowanych struktur nano-rurek dwutlenku tytanu do zwiększenia efektywności ogniw słonecznych lub bezpośredniej produkcji wodoru.

Jak podaje profesor Craig Grimes z Penn State Univesity, tytanowe nano-rurki są idealnym materiałem do prowadzenia fotolizy wody. W zasadzie można nawet mówić o zjawisku, które pozwala na bezpośrednią produkcję wodoru z energii słonecznej. Ekipa badaczy pod przewodnictwem profesora Grimes’a dowiodła że, oświetlanie promieniowaniem słonecznym rurek, przez które przepływa woda, skutkuje natychmiastową fotolizą i wydzieleniem się wodoru oraz tlenu. Zgodnie z danymi z Penn State, podczas fotolizy zachodzącej w wyniku naświetlania rurek promieniowaniem UV, sprawność procesu kształtuje się na poziomie 13.1%. Jeżeli uda się przesunąć przerwę energetyczną do pasma promieniowania widzialnego, będzie możliwe zastosowanie wynalazku w komercyjnych aplikacjach, pozwalających na bezpośrednią produkcję wodoru z energii słonecznej.

Wysoce uporządkowane matryce nano-rurkowe wykazują również bardzo pożądane właściwości podczas ich zastosowania w ogniwach fotowoltaicznych. Na łamach magazynu naukowego „Nano Letters” ekipa badawcza wyjaśnia wstępne wyniki doświadczeń przeprowadzonych z użyciem nano-rurek na ujemnej elektrodzie, barwnikowych (organicznych) ogniw fotowoltaicznych. Z artykułu wynika, iż ten typ ogniw słonecznych jest bardzo obiecujący pod względem zastosowań komercyjnych, gdyż jest rozwiązaniem stosunkowo tanim, biorąc pod uwagę wysoką efektywność produkcji energii.

Autorzy odkrycia twierdzą, że nano-rurki z dwutlenku tytanu zapewniają doskonałą ścieżkę dla elektronów powstałych w wyniku fotoefektu, przez co zmniejszają się straty energii. Barwnikowe ogniwa słoneczne mogą być wyprodukowane dzięki zastosowaniu wydłużonych matryc nano-rurkowych. Profesor Grimes wraz z grupą badaczy z uniwersytetu Penn State są niemal pewni, że technologia znajduje się w ich zasięgu. Twierdzą również, że opanowanie tego typu rozwiązań będzie skutkowało znaczącym i stosunkowo szybkim wzrostem sprawności ogniw fotowoltaicznych.