Mi köze a napelemeknek a kávéhoz, és a lufikhoz?
A cím elsőre megtévesztő lehet, azonban a közelmúltban két olyan nagyszabású kutatás-fejlesztés is sikerrel zárult, ami valamilyen szinten összekapcsolja ezt a három fogalmat.
A kávé, gondolhatnánk, a lelket tartja a szakemberekben, akik telepítik a napelemes rendszereket, a léggömböt pedig egy kisgyerek, aki a szakikat figyeli munka közben.
Azonban a helyzet nem ennyire egyszerű, hiszen itt tudományról és mérnöki, vegyészi teljesítményekről van szó, pontosabban a napelemekkel, naperőművekkel kapcsolatos előrelépésekről.
Valójában mindkét esetben csak egy-egy alkotóelem, tulajdonság lett felhasználva, viszont olyan bravúros leleményességgel, hogy azt már valóban nevezhetjük áttörésnek.
A koffein nem csak a dolgozók mentőöve
A koffeint valamilyen formában mindannyian ismerjük.
Van, aki kávé formájában fogyasztja, mások szenvedélyesen teáznak, míg egyre többen az energiaitalok rajongói, sőt, egyesek még kapszula, tabletta formájában is hajlandóak magukhoz venni.
De összességében kijelenthetjük, hogy élénkítő hatása évszázadok, ha nem évezredek óta jelen van a fogyasztási kultúránkban, még ha magát az anyagot sokkal később mutatták is ki.
A koffein egy metilxantin-származék, ami a központi idegrendszerünkre van hatással, különös tekintettel az agykéregre és a nyúltagyi traktusra; megemeli a pulzust, javítja az agyi vérellátást a perifériás vérkeringéssel szemben.
Nagy mennyiségben káros lehet a szervezetre, azonban apránként magunkhoz véve különösebb rombolást nem okoz.
És, mint kiderült, a napelemek szempontjából is fontos összetevő lehet, ahogyan arra egy nemrégiben publikált kutatás rávilágított.
Azaz nem csak a tudósok agyát képes serkenteni, hanem a perovszkit-alapú napelemcellákat is!
Válasz egy érzékeny kérdésre
Korábban már írtunk arról, hogy a perovszkit lehet az az anyag, ami olcsó alternatívát szolgáltathat majd egyszer a jövőben a szilícium helyett a napelem gyártásban, azonban volt egy kis bökkenő.
A perovszkit egy igen érzékeny, könnyen oxidálódó ásvány, ami oxigénnel és párával érintkezve nagyon hamar bomlásnak indul, és ez a két anyag meglehetősen sűrűn előfordul a levegőben.
Vagyis ezek a napelem-prototípusok sokkal rövidebb ideig voltak működőképesek, mint a stabilabb szilícium-alapúak, még ha teljesítményben meg is közelítették őket.
Teljesen légmentes környezetet hosszú távon lehetetlen lenne biztosítani a perovszkit rétegnek, erre keresték a megoldást a Kaliforniai Egyetem kutatói.
Megdöbbentő módon a megoldást nem egy hihetetlenül ritka és értékes nyomelem adta, hanem egy sokkal hétköznapibb, mindannyiunk által jól ismert hatóanyag: a koffein.
Ezen anyag hozzáadásával jelentősen megnövelhető a perovszkit alapú napelemek élettartama, amellett, hogy megmarad az alacsony gyártási költségük és a hatékonyságuk.
Jól esne egy erős fekete
Rui Wang és Jingjing Xue, a Kaliforniai Egyetem kutatói jöttek rá arra, hogy ha koffeint adnak a napelemekhez, akkor elérhető a jelentős javulás.
Ez úgy lehetséges, hogy az anyag Reakcióba lép a cellában található ólom-ionnal, és egy molekuláris védőréteget hoz létre, amely megóvja a perovszkitet az idő előtti oxidációtól.
Mi több, emellett a vezetőképességét is javítja, valamint növeli az aktivitási energiáját.
Ennek köszönhetően az ilyen típusú napelemek átalakítási hatékonysága közel 20%-os növekedést mutat, ráadásul a hőellenállásuk is jelentősen javul!
Egy tudományos folyóiratban publikálta kutatását a tudós-páros, és arról adtak hírt, hogy a megnövekedett teljesítmény mellett a napelemek hőstabilitását is sikerült növelni, melyet 1300 órán keresztül teszteltek 85°C-os hőmérsékleten.
Természetesen ez sem a holnap technológiája még, mondhatni, az eljárás gyerekcipőben jár.
Azonban az eredmény jelentős lépés a perovszkit-alapú napelemek fejlesztésében, melyek évek múltán talán olcsóbbá és egyszerűbbé tehetik a napelemek gyártását.
Az utolsó szálba kapaszkodva
És mi a helyzet a lufikkal - jöhetne a lényegre törő kérdés.
Nos, valójában a másik komoly fejlesztésnek mindössze annyi köze van hozzájuk, hogy szerepet játszik benne a lebegés és az egyetlen szállal való kapcsolódás.
A lebegtető közeg azonban nem a levegő, hanem a víz.
Korábban hírt adtunk már víz felszínén lebegő naperőműről Albániában, ez a hír viszont most Németországba, a baden-württembergi Rechenbe kalauzolja a témára fogékonyakat.
Itt adta át ugyanis nemrég a Ciel&Terre az első németországi, vízen lebegő, közüzemi méretű napelem-parkját.
Az erőmű egy bányató felszínén úszik, és legfőbb érdekessége, hogy mindössze egyetlen stabilizáló kábellel rögzül az amúgy igen egyenetlen és barázdált bányászati tófenékhez.
Ebben az esetben azonban a megtermelt energia nem közhasznú lesz, hiszen a bányát üzemeltető vállalat belső használatára fog elmenni, viszont ezzel igen jelentős mennyiségű áramot innentől kezdve ez az úszó létesítmény fog biztosítani, nem pedig más, kevésbé környezetbarát forrás.
Erős kezdés
Bár idehaza a vállalati naperőművek nagyából beálltak egy 500 kW-os átlag teljesítményre, a most átadott recheni erőmű ennek a másfélszeresével indít.
A 750 kW teljesítményű lebegő szerkezet 2300 napelem-panelből tevődik össze, és a várakozások szerint évente 736 kWh energiát fog megtermeli a bányavállalat számára.
A projekt szóvivője elmondta: az építkezések még februárban kezdődtek, és 3-4 hétnél több időt nem vettek igénybe, azonban ami sokáig tartott, az a panelek rendszerbe rendezése és összekötése volt.
Mint említettük, az egész létesítményt egyelten parabolikus kikötővezeték-rendszer tartja a helyén a 40 hektáros bányató felszínén.
A bányavállalat számára jelentős költségmegtakarítást fog jelenteni hosszú távon a beruházás, hiszen ez az árammennyiség egy közepes város fogyasztásával egyezik meg.
Amennyiben a kivitelezett fejlesztés hozza az elvárt számokat, úgy mind Németországban, mind pedig Hollandiában, Belgiumban, valamint Portugáliában is népszerűsíteni kezdik ezt az eljárást - tette hozzá a tervező cég szakembere.
