Agro-voltaikët, inovacion në fushën e paneleve solare që mund të përdoren nëpër sera
09 Mars, 2023
Studuesi i materialeve në Shkollës Inxhinierike të UCLA Samueli, Yang Yang dhe ekipi i tij kanë projektuar një inovacion, të zbatueshëm të qelizave diellore që nuk kërkojn hapsirë të madhe të tokës.
Ekipi ka zhvilluar një strategji për shtimin e qelizave diellore organike gjysmë transparente. Këto qeliza mbështeten në materiale me bazë karboni.
Hetuesit inkorporuan një shtresë të një kimikati natyral të quajtur L-glutathion, i cili shitet si një suplement dietal antioksiduese dhe zbuluan se shtimi zgjati jetëgjatësinë e qelizave diellore, përmirësoi efikasitetin e tyre dhe ende lejonte që qeliza të ishte transparente ashtu që rrezet e diellit të arrijnë bimë në një prototip sere.
“Materialet organike janë të përshtatshme në mënyrë mjaft unike për agro-voltaikët për shkak të selektivitetit të tyre të përthithjes së dritës,” tha Yang, i cili ka një post në fakultetin e bioinxhinierisë dhe mban dhe mbanë rolin e kryetarit në Carol dhe Lawrence E. Tannas Jr në UCLA në Inxhinieri. “E meta kryesore që ka penguar përdorimin e tyre të gjerë deri tani është mungesa e stabilitetit të tyre.”
Qelizat diellore organike kanë prirje të degradohen më shpejt se sa homologët e tyre inorganikë, sepse rrezet e diellit mund të shkaktojnë që materialet organike të oksidohen dhe kështu të humbasin elektronet.
Studiuesit zbuluan se shtresa shtesë e L-glutathion parandaloi oksidimin e materialeve të tjera në qelizën diellore, gjë që rezultoi që qelizat organike të ruanin më shumë se 80% efikasitet pas 1000 orësh përdorimi të vazhdueshëm – në krahasim me më pak se 20% kur nuk kishin shtresën e shtuar të L-glutathion.
Ekipi hulumtues ka përcjellur dhe rritjen e kulturave të zakonshme të bimëve në serrën e ndërtuar me këto panele transparente. Në serrë kanë kultivuar grurin, fasulet dhe brokolin dhe kanë realizuar dy demonstrime të veçanta.
Njëra kishte një çati xhami transparente me segmente të qelizave diellore inorganike, dhe tjetra kishte një çati të bërë tërësisht nga qeliza diellore organike gjysmë transparente. Të korrat në serën me çati diellore organike u rritën më shumë se të korrat në një serë të zakonshme.
Shkencëtarët besojnë se kjo është për shkak se shtresa L-glutathion bllokon rrezet ultravjollcë, të cilat mund të pengojnë rritjen e bimëve, dhe rrezet infra të kuqe, të cilat mund të shkaktojnë mbinxehje të serrave dhe të rritë nevojën për më shumë ujë.
“Ne nuk prisnim që qelizat diellore organike të performonin më mirë se një serë konvencionale me çati xhami,” tha Yepin Zhao, autori kryesor i hulumtimit dhe një studiues në UCLA në laboratorin e Yang.
“Por ne i përsëritëm eksperimentet disa herë me të njëjtat rezultate dhe pas hulumtimeve dhe analizave të mëtejshme, zbuluam se bimët nuk kanë nevojë për aq shumë rreze të diellit për t’u rritur sa ne kishim menduar fillimisht. Në fakt, ekspozimi i tepërt në diell mund të bëjë më shumë dëm sesa mirë, veçanërisht në klimat si ajo e Kalifornisë, ku rrezet e diellit janë më të bollshme”, shtoi Zhao.
Pas këtyre gjetjeve, ekipi ka krijuar një startup në UCLA që synon të rrisë prodhimin e qelizave diellore organike për përdorim industrial. Studiuesit thanë se shpresojnë të bëjnë serra miqësore me mjedisin që përfshijnë qelizat diellore organike të disponueshme komercialisht në të ardhmen.
Studimin e plotë studiuesit e kanë publikuar në gazetën për publikime që lidhen me zhvillimin e qëndrueshëm Nature Sustainability, atë mund ta gjeni duke klikuar këtu.
https://www.nature.com/articles/s41893-023-01071-2
