Para peneliti di Imperial College London telah menemukan struktur mirip daun baru yang dapat mengumpulkan dan menghasilkan energi surya fotovoltaik dan menghasilkan air segar, meniru proses yang terjadi pada tumbuhan nyata.
Dijuluki “PV Sheet”, inovasi ini “menggunakan material berbiaya rendah yang dapat menginspirasi generasi baru teknologi energi terbarukan.”
Penelitian telah menunjukkan bahwa daun fotovoltaik “dapat menghasilkan listrik 10 persen lebih banyak dibandingkan panel surya konvensional, yang menghilangkan hingga 70 persen energi matahari ke lingkungan.”
Jika digunakan secara efektif, penemuan ini juga dapat menghasilkan lebih dari 40 miliar meter kubik air tawar per tahun pada tahun 2050.
“Desain inovatif ini memiliki potensi besar untuk meningkatkan kinerja panel surya secara signifikan sekaligus memberikan efektivitas biaya dan kepraktisan,” kata Dr. Qian Huang, peneliti emeritus di Departemen Teknik Kimia dan penulis studi baru ini.
Daun tiruan dirancang untuk menghilangkan kebutuhan akan pompa, kipas angin, kotak kontrol, dan bahan berpori yang mahal.Ia juga menyediakan energi panas, beradaptasi dengan kondisi matahari yang berbeda, dan mentolerir suhu sekitar.
“Penerapan desain lembaran inovatif ini dapat membantu mempercepat transisi energi global sekaligus mengatasi dua tantangan global yang mendesak: meningkatnya permintaan energi dan air bersih,” kata Christos Kristal, kepala Laboratorium Proses Energi Bersih dan penulis studi tersebut.kata Markides.
Daun fotovoltaik didasarkan pada daun asli dan meniru proses transpirasi, memungkinkan tanaman memindahkan air dari akar ke ujung daun.
Dengan cara ini, air dapat bergerak, mendistribusikan, dan menguap melalui daun PV, sementara serat alami meniru kumpulan urat daun, dan hidrogel meniru sel spons untuk menghilangkan panas dari sel PV surya secara efisien.
Pada bulan Oktober 2019, tim ilmuwan di Universitas Cambridge mengembangkan “daun buatan” yang dapat menghasilkan gas murni yang disebut gas sintesis hanya dengan menggunakan sinar matahari, karbon dioksida, dan air.
Kemudian, pada Agustus 2020, para peneliti dari lembaga yang sama, terinspirasi oleh fotosintesis, mengembangkan “daun buatan” terapung yang dapat menggunakan sinar matahari dan air untuk menghasilkan bahan bakar ramah lingkungan.Menurut laporan pada saat itu, perangkat otonom ini akan cukup ringan untuk mengapung dan menjadi alternatif bahan bakar fosil yang berkelanjutan tanpa memakan lahan seperti panel surya tradisional.
Dapatkah dedaunan menjadi dasar untuk beralih dari bahan bakar yang menimbulkan polusi menuju pilihan yang lebih bersih dan ramah lingkungan?
Sebagian besar energi matahari (>70%) yang mengenai panel PV komersial hilang sebagai panas, sehingga menyebabkan peningkatan suhu pengoperasian dan penurunan kinerja listrik secara signifikan.Efisiensi energi surya dari panel fotovoltaik komersial biasanya kurang dari 25%.Di sini kami mendemonstrasikan konsep bilah fotovoltaik poligenerasi hibrida dengan struktur transpirasi biomimetik yang terbuat dari bahan ramah lingkungan, murah, dan tersedia secara luas untuk kontrol suhu pasif dan poligenerasi yang efektif.Kami secara eksperimental telah menunjukkan bahwa transpirasi biomimetik dapat menghilangkan sekitar 590 W/m2 panas dari sel fotovoltaik, mengurangi suhu sel sekitar 26°C pada pencahayaan 1000 W/m2, dan menghasilkan peningkatan relatif dalam efisiensi energi sebesar 13,6%.Selain itu, bilah PV dapat secara sinergis menggunakan panas yang diperoleh kembali untuk menghasilkan panas tambahan dan air segar secara bersamaan dalam satu modul, sehingga sangat meningkatkan efisiensi pemanfaatan energi surya secara keseluruhan dari 13,2% menjadi lebih dari 74,5% dan menghasilkan lebih dari 1,1L/jam ./ m2 air murni.
Waktu posting: 29 Agustus-2023