Команда ученых из Имперского колледжа Лондона разработала инновационные фотоэлектрические панели, которые по своей структуре имитируют листья растений. Эти устройства эффективно преобразовывают солнечную энергию в электрическую.
Новая технология фотоэлектрических листьев использует недорогие материалы и может вдохновить новое поколение технологий возобновляемой энергетики. Панели имитируют природный процесс транспирации, который представляет собой движение воды через органы и стебли растений, а затем ее испарение. При этом небольшое количество влаги, которая остается на поверхности листьев, способствует фотосинтезу, а также переносу минеральных веществ, регуляции температуры и давления.
Для создания искусственных фотоэлектрических листьев британские ученые использовали бамбуковые волокна и гидрогель в качестве материалов. Детали энергетических панелей имитируют клетки растения и сосудистые пучки, что способствует пассивному прохождению влаги от резервуара к солнечным элементам — для их охлаждения и повышения их энергоэффективности.
Исследования показали, что, благодаря такой конструкции, искусственные листья способны генерировать на 10% больше энергии, чем обычные солнечные панели, которые теряют до 70% поступающей солнечной энергии в окружающую среду. Кроме того, в процессе работы эти устройства производят чистую пресную воду, что делает их перспективными для использования в регионах с засушливым климатом.
«Новая конструкция фотоэлектрических створок, разработанная здесь, в Imperial, также может производить более 40 миллиардов кубических метров пресной воды в год, если эта технология будет использована для достижения целей по производству солнечных батарей к 2050 году», – пишут авторы исследования на сайте Имперского колледжа Лондона.
По их мнению, такая конструкция устраняет необходимость в насосах, вентиляторах, блоках управления и дорогих пористых материалах, позволяет генерировать дополнительную чистую воду и тепловую энергию, а также адаптироваться к изменениям температуры окружающей среды и солнечных условий.
Статья «Высокоэффективный биоинспирированный гибридный фотоэлектрический лист нескольких поколений» была опубликована в журнале Nature Communications.
Источник: Orient.tm
The StanDom,
28 августа 2023 года