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.

-

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