Para peneliti di Imperial College London telah menemukan struktur seperti daun baru yang dapat mengumpulkan dan menghasilkan energi matahari fotovoltaik dan menghasilkan air tawar, meniru proses yang terjadi pada tanaman nyata.
Dijuluki "lembar PV", inovasi "menggunakan bahan berbiaya rendah yang dapat menginspirasi generasi baru teknologi energi terbarukan."
Penelitian telah menunjukkan bahwa daun fotovoltaik "dapat menghasilkan lebih dari 10 persen lebih banyak listrik daripada panel surya konvensional, yang kehilangan hingga 70 persen energi matahari untuk lingkungan."
Jika digunakan secara efektif, penemuan ini juga dapat menghasilkan lebih dari 40 miliar meter air tawar per tahun pada tahun 2050.
“Desain inovatif ini memiliki potensi besar untuk secara signifikan meningkatkan kinerja panel surya sambil memberikan efektivitas dan kepraktisan biaya,” kata Dr. Qian Huang, peneliti emeritus di Departemen Teknik Kimia dan penulis studi baru ini.
Daun buatan dirancang untuk menghilangkan kebutuhan akan pompa, kipas, kotak kontrol, dan bahan berpori yang mahal. Ini juga menyediakan energi termal, beradaptasi dengan kondisi surya yang berbeda, dan mentolerir suhu sekitar.
“Implementasi desain lembar inovatif ini dapat membantu mempercepat transisi energi global sambil mengatasi dua tantangan global yang mendesak: meningkatnya permintaan energi dan air segar,” kata Christos Kristal, kepala Laboratorium Proses Energi Bersih dan penulis penelitian. Kata Markides.
Daun fotovoltaik didasarkan pada daun asli dan meniru proses transpirasi, memungkinkan tanaman untuk mentransfer air dari akar ke ujung daun.
Dengan cara ini, air dapat bergerak, mendistribusikan dan menguap melalui daun PV, sedangkan serat alami meniru bundel vena daun, dan hidrogel meniru sel spons untuk menghilangkan panas secara efisien dari sel PV matahari.
Pada Oktober 2019, tim ilmuwan di University of Cambridge mengembangkan "daun buatan" yang dapat menghasilkan gas murni yang disebut gas sintesis hanya menggunakan sinar matahari, karbon dioksida dan air.
Kemudian, pada bulan Agustus 2020, para peneliti dari lembaga yang sama, terinspirasi oleh fotosintesis, mengembangkan "daun buatan" mengambang yang dapat menggunakan sinar matahari dan air untuk menghasilkan bahan bakar bersih. Menurut laporan pada saat itu, perangkat otonom ini akan cukup ringan untuk mengambang dan menjadi alternatif berkelanjutan untuk bahan bakar fosil tanpa mengambil tanah seperti panel surya tradisional.
Bisakah daun menjadi dasar untuk menjauh dari mencemari bahan bakar dan menuju opsi yang lebih bersih dan lebih hijau?
Sebagian besar energi matahari (> 70%) yang mengenai panel PV komersial dihamburkan sebagai panas, menghasilkan peningkatan suhu operasinya dan kerusakan yang signifikan dalam kinerja listrik. Efisiensi energi matahari dari panel fotovoltaik komersial biasanya kurang dari 25%. Di sini kami menunjukkan konsep blade fotovoltaik poligenerasi hibrida dengan struktur transpirasi biomimetik yang terbuat dari bahan yang ramah lingkungan, murah dan tersedia secara luas untuk kontrol suhu pasif yang efektif dan poligenerasi. Kami telah menunjukkan secara eksperimental bahwa transpirasi biomimetik dapat menghilangkan sekitar 590 W/m2 panas dari sel fotovoltaik, mengurangi suhu sel sekitar 26 ° C pada 1000 W/m2 iluminasi, dan menghasilkan peningkatan relatif dalam efisiensi energi 13,6%. Selain itu, bilah PV dapat secara sinergis menggunakan panas yang dipulihkan untuk menghasilkan panas tambahan dan air tawar pada saat yang sama dalam satu modul tunggal, sangat meningkatkan efisiensi pemanfaatan energi matahari secara keseluruhan dari 13,2% menjadi lebih dari 74,5% dan menghasilkan lebih dari 1,1L/ jam . / m2 air murni.
Waktu posting: Aug-29-2023