این ورق بیونیک بیشتر از پنل های خورشیدی برق تولید می کند

محققان امپریال کالج لندن ساختاری شبیه برگ اختراع کرده‌اند که می‌تواند انرژی خورشیدی فتوولتائیک را جمع‌آوری و تولید کند و آب شیرین تولید کند و فرآیندی را که در گیاهان واقعی اتفاق می‌افتد تقلید کند.
نوآوری با نام "PV Sheet" ، از مواد کم هزینه استفاده می کند که می تواند نسل جدیدی از فناوری های انرژی تجدید پذیر را الهام بخش کند. "
مطالعات نشان داده‌اند که برگ‌های فتوولتائیک «می‌توانند بیش از 10 درصد بیشتر از پنل‌های خورشیدی معمولی برق تولید کنند که تا 70 درصد از انرژی خورشیدی را برای محیط زیست از دست می‌دهند».
در صورت استفاده موثر، این اختراع می تواند تا سال 2050 بیش از 40 میلیارد متر مکعب آب شیرین در سال تولید کند.
دکتر کیان هوانگ، محقق بازنشسته در دپارتمان مهندسی شیمی و نویسنده این مطالعه جدید، گفت: «این طراحی نوآورانه دارای پتانسیل زیادی برای بهبود قابل توجه عملکرد پانل‌های خورشیدی است و در عین حال مقرون‌به‌صرفه و کاربردی است.
برگ های مصنوعی به گونه ای طراحی شده اند که نیاز به پمپ، فن، جعبه کنترل و مواد متخلخل گران قیمت را از بین ببرند.همچنین انرژی حرارتی را فراهم می کند، با شرایط مختلف خورشیدی سازگار است و دمای محیط را تحمل می کند.
کریستوس کریستال، رئیس آزمایشگاه فرآیندهای انرژی پاک و نویسنده این مطالعه، گفت: «اجرای این طرح نوآورانه ورق می‌تواند به سرعت بخشیدن به انتقال انرژی جهانی و در عین حال پرداختن به دو چالش مهم جهانی کمک کند: افزایش تقاضا برای انرژی و آب شیرین».مارکیدس گفت.
برگ های فتوولتائیک بر پایه برگ های واقعی ساخته شده اند و فرآیند تعرق را تقلید می کنند و به گیاه اجازه می دهند آب را از ریشه به نوک برگ ها منتقل کند.
به این ترتیب، آب می‌تواند از طریق برگ‌های PV حرکت، توزیع و تبخیر شود، در حالی که الیاف طبیعی از بسته‌های رگبرگی برگ‌ها تقلید می‌کنند و هیدروژل سلول‌های یک اسفنج را تقلید می‌کند تا به طور موثر گرما را از سلول‌های PV خورشیدی حذف کند.
در اکتبر 2019، تیمی از دانشمندان دانشگاه کمبریج یک "برگ مصنوعی" ساختند که می تواند گاز خالصی به نام گاز سنتز را تنها با استفاده از نور خورشید، دی اکسید کربن و آب تولید کند.
سپس، در آگوست 2020، محققان همان موسسه، با الهام از فتوسنتز، "برگ های مصنوعی" شناور را توسعه دادند که می توانند از نور خورشید و آب برای تولید سوخت پاک استفاده کنند.طبق گزارش‌های آن زمان، این دستگاه‌های خودمختار به اندازه‌ای سبک هستند که بتوانند شناور شوند و جایگزینی پایدار برای سوخت‌های فسیلی بدون اشغال زمین مانند صفحات خورشیدی سنتی باشند.
آیا برگ می تواند مبنایی برای دور شدن از سوخت های آلاینده و به سمت گزینه های پاک تر و سبزتر باشد؟
بیشتر انرژی خورشیدی (بیش از ۷۰٪) که به یک پانل PV تجاری برخورد می کند به عنوان گرما تلف می شود و در نتیجه دمای کارکرد آن افزایش می یابد و عملکرد الکتریکی قابل توجهی بدتر می شود.بازده انرژی خورشیدی پانل های فتوولتائیک تجاری معمولاً کمتر از 25٪ است.در اینجا ما مفهوم یک تیغه فتوولتائیک چند نسلی هیبریدی با ساختار تعرق بیومیمتیک ساخته شده از مواد سازگار با محیط زیست، ارزان و به طور گسترده در دسترس برای کنترل دمای غیرفعال موثر و تولید چندگانه را نشان می دهیم.ما به طور تجربی نشان داده‌ایم که تعرق بیومیمتیک می‌تواند حدود 590 وات بر متر مربع گرما را از سلول‌های فتوولتائیک حذف کند، دمای سلول را در حدود 26 درجه سانتی‌گراد در روشنایی 1000 وات بر متر مربع کاهش دهد و منجر به افزایش نسبی بازده انرژی 13.6٪ شود.علاوه بر این، تیغه های PV می توانند به طور هم افزایی از گرمای بازیافتی برای تولید گرمای اضافی و آب شیرین به طور همزمان در یک ماژول استفاده کنند، که راندمان کلی استفاده از انرژی خورشیدی را از 13.2٪ به بیش از 74.5٪ افزایش می دهد و بیش از 1.1 لیتر در ساعت تولید می کند. ./ متر مربع آب خالص.