A napelemek következő generációja, és a „cseppfolyós napfény”

A napelemek következő generációja, és a „cseppfolyós napfény”

A napelemek egy új generációja van előkészülőben az Egyesült Államokban, amely leválthatja az általunk jelenleg használt szilícium-alapú napelemeket.

A varázsszó pedig egy, a 19. század óta ismert ásvány, a perovszkit lesz.

Nem cseng ismerősen a neve?

Egyáltalán nincs mit szégyellni ezen, hiszen ezt a főleg kalciumból és titánból álló oxidásványt eddig nemigen használták semmire.

Most azonban megváltozhat a helyzet, ugyanis nagyobb hatásfok mellett jóval olcsóbban állítható elő belőle napelem cella, ezzel letaszíthatja trónjáról a szilíciumot.

Hogy miért nem volt használatos eddig, az egy remek kérdés, de sokszor láttunk már olyat, hogy a jobb megoldás csak később született meg, egy már korábban ismert anyagból.

A tömeges, kereskedelmi célú gyártás még nem kezdődött meg, egyelőre kísérleti szakaszban van a dolog, viszont egy rejtélyes jelenség borzolta a tudósok kedélyeit, amit úgy tűnik, hogy az Észak-Karolinai Egyetem kutatóinak most sikerült megoldania.

Az adalékok rejtélye

Az adalékok rejtélye

A perovszkit halogén napelemek, mint említettük, hatékonyabbak és olcsóbbak lesznek, mint a jelenleg használt szilíciumkristályosak, és ennek az alapvető oka az alapanyagban keresendő.

A perovszkit (CaTiO3) halogenid vegyületei lényegében sók, melyek egyaránt tartalmaznak pozitív és negatív töltésű ionokat, így tartva fenn egy semleges töltést.

Remekül oldhatóak és kristályosíthatóak, így tökéletesen alkalmasak a fotovoltaikus rendszerek gyártásához, ezen kívül alacsony hőmérsékleten alakíthatóak, ami kedvez a gyártástechnológiának.

Ráadásul a szilíciummal ellentétben az esetleges kristályszerkezeti hibák nem befolyásolják markánsan a hatásfokot, emellett könnyen javíthatóak.

Egy kutatócsoport egy érdekes jelenségre lett figyelmes, nevezetesen arra, hogy ha a szintézis során a vegyülethez céziumot és rubídiumot kevernek, akkor a kristályszerkezet sokkal homogénebb lesz, ezzel még tovább növelve a stabilitást és a hatásfokot.

Csakhogy a folyamat miértje eddig ismeretlen volt a kutatók számára.

A vendéganyagok csodás hatása

A vendéganyagok csodás hatása

Hogy megvizsgálják a problémát, a kutatók röntgenvizsgálat alá vetették a folyamatot, hogy megfigyeljék és nyomon kövessék a végbe menő változásokat és a kristályszerkezet alakulását a vegyület szintézise során.

Stefaan De Wolf, a King Abdullah Tudományegyetem docense szerint ezek a kísérletek kulcsfontosságúak, hogy megértsük, és a jövőben hasznosítani tudjuk az eljárást a perovszkit alapú napelemek gyártásában.

A kémiai folyamat néhány alkotóeleme eredetileg a kívánttól eltérő formában alkotott láncokat, amely szétszórhatta a kulcsfontosságú elemeket az anyag szerkezetében – ez olyasmi, ami korábban nem tűnt fel a szakértőknek.

Beszámolója szerint azzal, hogy egyidejűleg céziumot és rubídiumot adtak a vegyülethez, sikerült ezeket a nem kívánatos alakulásokat hatékonyan elnyomni, így egy sokkal homogénebb, ezáltal nagyobb hatásfokú működésre képes kristályszerkezet jött létre.

A következő nagy lépés az lesz, hogy az eljárást laboratóriumi méretekből iparivá alakítsák, és így megkezdődhessen világszinten is a perovszkit halogenid alapú napelemek gyártása.

A „cseppfolyósított napenergia” ötlete

A „cseppfolyósított napenergia” ötlete

A fosszilis üzemanyagokról megújulóra átállás az egész világot lázban tartja, és ez itt, Európában sincs másképpen.

A Zürichi Műszaki Főiskola a svájci állam és az EU támogatásával olyan kísérleteket folytat, hogy hogyan lehetséges koncentrált napenergia és víz felhasználásával folyékony üzemanyagot előállítani.

Ha sikerrel járnak, és a technológiát széles körben elérhetővé és használhatóvá teszik, azzal ki lehetne váltani olyan szennyező, szénhidrogén alapú üzemanyagok használatát, mint a kerozin.

Mindemellett a fosszilis ásványkincs végletekig tartó kiaknázása helyett egy szinte korlátlanul előállítható, megújuló energiahordozót alkotnának meg.

A víz és szén-dioxid felhasználásával készülő új üzemanyagot nemes egyszerűséggel „napkerozinként” emlegetik.

Az első kísérletek már sikerrel jártak, vagyis az elmélet már a terepen is bizonyította helyességét.

A belülről hajtó napenergia

Valójában a Nap ereje csupán egy része a folyamatnak, hiszen a fényt lehetetlen bármilyen módon úgy átalakítani, hogy tárolható legyen, de az eljáráshoz elengedhetetlen.

A Spanyolországban megépített kísérleti telepen sikeresen állítottak elő cseppfolyós üzemanyagot vízből és szén-dioxidból, koncentrált napenergia segítségével.

Andreas Sizmann, a projekt vezetője szerint fontos lépést sikerült tenniük afelé, hogy a repülő- és hajóiparban leváltsák az eddig használt üzemanyagokat megújulóra, így téve a környezetért.

Az IMEDA Energia Intézmény területén felállított komplexumban speciális körülményeket kellett teremteni ahhoz, hogy a kísérlet sikerrel járjon.

A legenda szerint

Az alapelvhez az ókorig kell visszanyúlnunk, pontosabban egy, a középkorban kialakult ókori eredetű mondához.

A legenda szerint Arkhimédész görög feltaláló, hatalmas, homorú tükrök segítségével verte vissza a rómaiak tengeri támadását.

Amikor a római hajóhad ostrom alá vette Szürakuszait, a görögök fényesre csiszolt, homorú bronztükrökkel összegyűjtötték és koncentrálták a Nap fényét, és így a falak tetejéről felgyújtották a támadók hajóit.

Valójában a legújabb kutatások szerint a tükrök csak elvakíthatták a római katonákat, és ágyúkkal meg görögtűzzel történt a valódi gyújtogatás, azonban maga az elv, hogy ilyen módon összegyűjteni a napfényt, tovább él mind a mai napig.

Trükkös tükrök

Trükkös tükrök

A kísérleti fázisban lévő előállító egység működési elve nagyon hasonló az említett legendához.

Maga az előállítási folyamat egy speciálisan felépített és kialakított toronyban megy végbe, koncentráló tükrük segítségével.

A torony mellé egy teljesen egyedi, napkövető rendszer is kivitelezésre került, amely egy kis területre fókuszálja a visszavert napsugarakat.

Az így létrejött, koncentrált napenergia elég elektromosságot képes termelni ahhoz, hogy a folyamathoz szükséges hőt megteremtsék.

Maga az előállító egység az emelvény tetején helyezkedik el, és a reakció végbemeneteléhez több, mint 1500 °C szükséges, vagyis gyakorlatilag egy nap-reaktorban termelődik az üzemanyag.

A termokémiai folyamat során a vízben található hidrogén lép reakcióba a szén-dioxiddal, és így egy hidrogénes, szén-monoxidos gáz jön létre, melyet ezután már csak cseppfolyósítani kell.

Az így létrejött üzemanyag bevezetésével számítások szerint 90%-kal csökkenne a károsanyag-kibocsájtás a jelenleg használtakhoz képest.

Ha elterjed a technológia, akkor a jelenlegi közlekedés rendszer átalakítása nélkül csökkenthetjük a károsanyag-kibocsátást a töredékére.

Töltsd ki most árajánlatkérő űrlapunkat

Az adatvédelmi tájékoztatót megismertem és az abban foglaltakat elfogadom.
Érdekelnek AKCIÓK, újdonságok! Kérem, hogy ezekről is értesítsenek hírlevelek formájában.

Kérdésed van?
Tedd fel nekünk itt!
Az adatvédelmi tájékoztatót megismertem és az abban foglaltakat elfogadom.
Érdekelnek AKCIÓK, újdonságok! Kérem, hogy ezekről is értesítsenek hírlevelek formájában.

Talán már nincs is olyan messze az átlátszó napelemek korszaka?

Elindulhat a jövőben az átlátszó napelemek korszaka? Hamarosan a szoba ablakunk fogja termelni a szükséges energiát?

Talán már nincs is olyan messze az átlátszó napelemek korszaka?


Napelemek és napenergia az űrből

A napelemek használata már igen elterjedt a Földön. De mi lenne, ha az űrből érkezne hozzánk a napelemek által megtermelt energia?

A napelemek használata már igen elterjedt a Földön. De mi lenne, ha az űrből érkezne hozzánk a napelemek által megtermelt energia?


Ezért csökken folyamatosan a napelem rendszerek ára

Ebben a cikkben arról olvashatsz, hogy milyen tényezők játszottak szerepet a fotovoltaikus rendszerek árának csökkenésében.

Ezért csökken folyamatosan a napelem rendszerek ára


Az ausztrál áruházaknál is népszerű a napelem

Az ausztrál áruházaknál is népszerű a napelem


Bebizonyosodott: a gazdasági visszaesés sem állhat a napenergia útjába

Az elmúlt két évben jelentősen megugrott a megújuló energiafelhasználás. Mivel kecsegtet majd 2021?

Bebizonyosodott: a gazdasági visszaesés sem állhat a napenergia útjába


Fűtés napelemek segítségével

Fűtés napelemmel: nem csak sci-fi! Szabadulj meg örökre fűtésszámláidtól! A napelem rendszer elektromos fűtéssel kombinálva akár örökre megszabadíthat a fűtési költségektől.

Fűtés napelemek segítségével


A napenergián kívül is léteznek még megújuló energiaforrások

A napenergián kívül számos megújuló energiaforrás létezik még, amelyeket a nem megújulók helyett használhatnánk. Ebben a cikkben ezeket az energiaforrásokat szeretnénk ismertetni.

A napenergián kívül is léteznek még megújuló energiaforrások


Napelemek a termőföldön? Egyre több jel mutat afelé, hogy az agrivoltaika működőképes!

Annak ellenére, hogy a mezőgazdasági napelem-technológia mennyi kritikát kap, a kísérletek visszajelzései továbbra is egyöntetűen pozitívak. Most mutatunk is pár példát!

Napelemek a termőföldön? Egyre több jel mutat afelé, hogy az agrivoltaika működőképes!


A napelemek teljesítményének növelése egy új szemszögből

A napelemek teljesítményének növelése egy új szemszögből


Napelemes kikötő és kamionok Svédországból

Svédország is kiveszi a részét a napelemes fejlődésből: a skandináv ország nyugati partján egy egész kikötőt napelemesítettek. A Scania napelemes hibrid kamionokat tesztel.

Napelemes kikötő és kamionok Svédországból


A növényi hulladék egy újabb felhasználása – ezúttal napelemekhez!

Egy fiatal, fülöp-szigeteki mérnök hallgató növényi hulladék újrahasznosításával hozott létre merőben új napelemes festéket! Ez egy teljesen új és minden eddiginél zöldebb megoldás.

A növényi hulladék egy újabb felhasználása – ezúttal napelemekhez!


Nyomtassunk napelemet! – a fotovoltaikus rendszerek jövője

Nyomtassunk napelemet! – a fotovoltaikus rendszerek jövője


A „nyomtatott” napelem panel, ami radikális változást hozhat a napelem piacra

A „nyomtatott” napelem panel, ami radikális változást hozhat a napelem piacra


5 megoldás, amit sosem várnál egy napelemtől, de megváltoztatja az életed

5 megoldás, amit sosem várnál egy napelemtől, de megváltoztatja az életed


Napelemes házak és autók családoknak – a jövő hétköznapjai

Napelemes házak és autók családoknak – a jövő hétköznapjai


Napelemes utak, napelem spray, 3D-s panelek és wifis tricikli – Megérkeztek a legfrissebb újdonságok

Napelemes utak, napelem spray, 3D-s panelek és wifis tricikli – Megérkeztek a legfrissebb újdonságok


Napelemes fa és a vízszűrő pipa

Napelemes fa és a vízszűrő pipa


Érdekességek a napenergiáról, avagy a tudás hatalom

Érdekességek a napenergiáról, avagy a tudás hatalom


2 találmány, ami még hatékonyabbá fogja tenni napelem rendszerünket

2 találmány, ami még hatékonyabbá fogja tenni napelem rendszerünket


Angliában jelenik meg először az IKEA új napelemes energiatárolásra alkalmas rendszere

Angliában jelenik meg először az IKEA új napelemes energiatárolásra alkalmas rendszere


A napfény erejével termesztenek növényeket a sivatag közepén

A napfény erejével termesztenek növényeket a sivatag közepén


Ezt már te sem akarod majd elhinni: a napelemek vizet is csinálnak a sivatag közepén

Ezt már te sem akarod majd elhinni: a napelemek vizet is csinálnak a sivatag közepén


Ha bizonytalan lennél: a Google elmondja, melyik háztetőre érdemes napelemet szerelni!

Ha bizonytalan lennél: a Google elmondja, melyik háztetőre érdemes napelemet szerelni!


100% megújuló energiával fog üzemelni a Google 2017-től

100% megújuló energiával fog üzemelni a Google 2017-től


Fény az éjszakában ott, ahol áram sincs

Fény az éjszakában ott, ahol áram sincs


Mi is ott voltunk a 2017-es Intersolar kiállításon

Mi is ott voltunk a 2017-es Intersolar kiállításon


A két legújabb és legmegdöbbentőbb hír a napelemek világából – Veszélyes vagy életmentő?

A két legújabb és legmegdöbbentőbb hír a napelemek világából – Veszélyes vagy életmentő?


Új generációs spanyol napelemek és a Gloucester katedrális

Új generációs spanyol napelemek és a Gloucester katedrális


Napenergia akkor és most - i.e. 210-től i.sz. 2018-ig

Napenergia akkor és most - i.e. 210-től i.sz. 2018-ig


A világ 3 legnagyobb napelemfarmja!

A világ 3 legnagyobb napelemfarmja!


Csernobil területét naperőművekkel hasznosítják újra

Csernobil területét naperőművekkel hasznosítják újra


Három kontinens, három biztató jel

Három kontinens, három biztató jel


Kísérletek a napenergia terjedésének ellehetetlenítésére

Kísérletek a napenergia terjedésének ellehetetlenítésére


Megújuló energiaforrások és a jövő nemzedék

Megújuló energiaforrások és a jövő nemzedék


Nap vagy szél?

Nap vagy szél?


Az idei év leghatékonyabb napelem paneljei

Az idei év leghatékonyabb napelem paneljei


Napelemmel a környezetszennyezés ellen

Napelemmel a környezetszennyezés ellen


Napelemes eszközök állatbarátoknak!

Napelemes eszközök állatbarátoknak!


Hivatalosan is a megújulók a legolcsóbb energiaforrások – mit jelent ez a jövőre nézve?


Hivatalosan is a megújulók a legolcsóbb energiaforrások – mit jelent ez a jövőre nézve?


Így fog változni a villanyszámla a megújulók miatt


Így fog változni a villanyszámla a megújulók miatt


Napelemes ablak? Egy újabb figyelemreméltó innováció!


Napelemes ablak? Egy újabb figyelemreméltó innováció!


Így csinálnak a régi napelemből újat


Így csinálnak a régi napelemből újat


365-ször több emberéletbe kerül 1TWh energia előállítása szénből, mint napfényből


365-ször több emberéletbe kerül 1TWh energia előállítása szénből, mint napfényből


Ausztrália már csak megújuló energiaforrásokat használna 2030-tól


Ausztrália már csak megújuló energiaforrásokat használna 2030-tól


Úszó naperőmű Albániában – norvég kivitelezők szárazon és vízen

Úszó naperőmű Albániában – norvég kivitelezők szárazon és vízen


Német áttörés energiatermelésben, a mezőgazdaság és a napelemes rendszer házasításában!

 

Német áttörés energiatermelésben


Németországban már az IKEA-ban is kapható napelem, amit a hatóságok nem feltétlenül néznek jó szemmel


Németországban már az IKEA-ban is kapható napelem, amit a hatóságok nem feltétlenül néznek jó szemmel


40 évnyi fejtörés után angol kutatók rájöttek, miért csökken a napelem cellák teljesítménye


40 évnyi fejtörés után angol kutatók rájöttek, miért csökken a napelem cellák teljesítménye


A napelemek következő generációja, és a „cseppfolyós napfény”

A napelemek következő generációja, és a „cseppfolyós napfény”


Ha elöregednek a napelemek – gondolunk a jövőre is?

Ha elöregednek a napelemek – gondolunk a jövőre is?


A jövő közlekedése a napelemes autóké?

A jövő közlekedése a napelemes autóké?


Elérkeztek a szén végnapjai?

Elérkeztek a szén végnapjai?


Mi köze a napelemeknek a kávéhoz, és a lufikhoz?

Mi köze a napelemeknek a kávéhoz, és a lufikhoz?


2020-ban elkezdődhet egy „zöld évtized”?

2020-ban elkezdődhet egy „zöld évtized”?


Éjszaka is működő napelemek, és 30%-os teljesítmény? Mit hozhat még a napelemek jövője?

Éjszaka is működő napelemek, és 30%-os teljesítmény? Mit hozhat még a napelemek jövője?


Napelemek a balesetvédelem szempontjából

Napelemek a balesetvédelem szempontjából


Ausztrália: újabb kísérlet a napelemes ablakok előállítására

Ausztrália: újabb kísérlet a napelemes ablakok előállítására


Milyen mértékegységeket használunk a napelemekhez?

Milyen mértékegységeket használunk a napelemekhez?


Napenergia: a járványt és válságot is kiálló energiaforrás

Napenergia: a járványt és válságot is kiálló energiaforrás