”Mă vindec de tot trecutul meu întunecat, de toate faptele și gândurile care m-au oprit să evoluez și care m-au îndepărtat de Lumină. Vreau să evoluez în iubire. Eu sunt iubire. Așa să fie!” (în sprijinul cititorului interesat)

Totalul afișărilor de pagină

luni, 15 septembrie 2014

Energia viitorului.



În loc de priză, ne-am putea încărca telefoanele mobile de la haine

De Andreea Dogar, 12 sept. 2014

Într-o lume în care încălzirea globală este un fenomen tot mai evident, folosirea unor surse curate de energie devine tot mai importantă pe zi ce trece. În ultimul său raport, Grupul Interguvernamental privind Schimbările Climatice a anunțat că mărirea temperaturilor medii globale începând cu mijlocul secolului al XX-lea este provocată, în mare măsură, de volumul de gaze cu efect de seră eliminate în atmosferă de activitățile umane care se desfășoară pe planetă. De la sfârșitul secolului al XIX-lea, temperaturile medii globale de pe suprafața planetei au crescut cu aproximativ 0,7 grade Celsius, iar până în 2100 nivelul mării ar putea crește cu peste jumătate de metru. În acest context, energia solară – curată și regenerabilă – ar putea juca un rol crucial.
La ora actuală, celulele fotovoltaice (mai multe celule alcătuiesc un panou solar) existente pe piață au un substrat rigid (de regulă, din sticlă), însă oameni de știință din diferite companii, universități și institute din lume încearcă să creeze celule fotovoltaice organice pe suport de hârtie. Dacă astfel de celule solare vor deveni suficient de eficiente, ele ar putea fi aplicate pe haine, pe jaluzele, pe genți sau pe multe alte lucruri. Obiectele din jurul nostru ar deveni o sursă de energie: spre exemplu, cu ajutorul hainelor ne-am putea încărca telefonul mobil, media player-ul sau alt dispozitiv electronic portabil. Pe scurt, marele avantaj al celulelor solare pe hârtie este flexibilitatea.

Lucia Leonat, cercetătoare la Institutul pentru Celule Solare Organice din Linz, Austria, este unul dintre oamenii de știință care încearcă să realizeze celule solare pe hârtie cât mai eficiente. Într-un interviu oferit Yahoo News România, cercetătoarea a vorbit despre aceste celule solare ale viitorului.

Prin utilizarea unor semiconductori, celulele fotovoltaice convertesc radiația solară în curent electric.

Celulele fotovoltaice folosite în prezent în mod curent sunt cele care utilizează ca material semiconductor siliciu (metaloid de culoare cenușie), germaniu (semimetal de culoare cenușiu-deschis) sau galiu (metal moale, de culoare cenușie), adică materiale anorganice.

În schimb, celulele fotovoltaice organice sunt realizate pe bază de molecule organice și polimeri (substanțe macromoleculare).

Leonat arată că materialul organic semiconductor poate fi depus „pe substraturi flexibile foarte subţiri (de la câteva zeci la câteva sute de nano-metri)". În consecință, celulele solare organice pe hârtie pot fi „împachetate, transportate cu uşurinţă şi montate pe clădiri, pe ferestre sau chiar pe articole portabile precum genţi, corturi sau alte echipamente de camping, autoturisme, pentru a încărca dispozitive precum telefoanele mobile, tabletele etc”. Celulele solare organice ar putea fi o soluție și pentru localitățile fără acces la electricitate.

Celulă solară flexibilă creată în laboratorul LIOS. Foto: The Journal of Physical Chemistry

„Hârtia este biodegradabilă și se găsește din abundență”
Potrivit cercetătoarei, celulele fotovoltaice organice „prezintă avantaje incontestabile" față de cele anorganice: au masă redusă, flexibilitate și chiar elasticitate.

Unul dintre cele mai mari dezavantaje ale celulelor fotovoltaice pe bază de siliciu este costul lor destul de mare, ceea ce duce, în final, la costuri mari ale acestei surse de energie: "Răspândirea pe scară largă a dispozitivelor fotovoltaice anorganice, pe bază de siliciu cristalin de exemplu, este restrictivă din cauza costurilor de fabricaţie relativ mari, dar şi din cauza faptului că procesul de fabricaţie este costisitor din punct de vedere energetic".

Realizarea de celule fotovoltaice organice implică tehnologii ieftine şi sustenabile. De pildă, ele pot fi fabricate pe scară largă prin metode relativ ieftine cum sunt serigrafia sau flexografia (procedee de imprimare): "Scopul cercetării noastre desfășurate în laboratoarele Institutului pentru Celule Solare Organice - LIOS este de a dezvolta un proces simplu și eficient de fabricare a celulelor fotovoltaice astfel încât să poată fi fabricate prin imprimare folosind, de exemplu, o imprimantă de birou și fără a necesita aptitudini tehnice sofisticate".

"Ideea de bază a proiectului nostru a pornit de la nevoia de a fabrica celule solare cu costuri cât mai mici", continuă Leonat. Pentru a atinge acest scop se folosesc tehnologii eficiente precum metodele de imprimare și materialele ieftine, prietenoase cu mediul: „Am selectat ca suport hârtia, datorită faptului că este biodegradabilă, se găsește din abundență și este unul dintre cele mai ieftine materiale. În plus, hârtia este compatibilă cu toate tehnicile de imprimare existente. Mai mult, în comparație cu substraturile rigide din sticlă, considerate standard, hârtia este mult mai ușoară și flexibilă, fiind astfel mai ușor de transportat și de manevrat”.

Potrivit cercetătorilor de la Institutul de Tehnologie din Massachusetts, în cazul celulelor solare convenționale, costurile substratului (de obicei, sticlă) care susține materialul fotovoltaic activ și costurile de instalare sunt în mod tipic mai mari decât costurile materialului fotovoltaic propriu-zis, uneori chiar de două ori mai mari. Hârtia este mult mai ieftină, costurile sale putând ajunge la a mia parte din costurile pentru sticlă.


În ultimii ani, hârtia a fost folosită tot mai mult ca substrat pentru diferite dispozitive electronice precum tranzistori, senzori, cipuri pentru teste biologice, baterii, placi de circuite sau etichete inteligente pentru ambalaje, completează cercetătoarea.

"În mod ideal, dispozitivele electronice pe bază de compuși organici pot fi produse în masă, cu costuri și impact ecologic minime", precizează ea. Suportul din hârtie este 100% biodegradabil, cântărește puțin și este reciclabil.

„Cercetările se orientează pe creșterea eficienței și a duratei de viață”
Deocamdată, cercetarea din domeniu încă are obstacole de depășit: „Unul dintre dezavantajele majore ale celulelor solare organice este acela ca eficiența lor la ora actuală este relativ scăzută (ajunge la aproximativ 11 – 12% maximum – n.r.) în comparație cu celulele solare convenționale cu siliciu. Un alt dezavantaj îl reprezintă durata de viață a acestora, știut fiind că materialele organice se degradează mai rapid decât materialele anorganice cristaline mai stabile".

Eficiența celulei solare reprezintă procentul de energie electrică produsă în urma absorbției radiației electromagnetice (lumina).

Miza este creșterea acestei eficiențe: „În general, cercetările în domeniul fotovoltaicelor organice se orientează pe creșterea eficienței și a duratei de viață a celulelor solare astfel încât acestea să poată deveni comparabile cu celulele solare convenționale pe bază de siliciu, care la stadiul actual prezintă o eficiență de 25%”.

În prezent, alte tipuri de celule solare au o eficiență chiar mai mare, de peste 40% (astfel de panouri solare conțin însă mai multe celule puse una peste cealaltă, deci nu doar un singur strat de material activ). Recent, cercetătorii de la Fraunhofer Institute for Solar Energy Systems ISE, alături de Soitec, CEA-Leti și Helmholtz Center Berlin, au anunțat că au fabricat celule solare cu o eficiență de 44,7%, depășind recordul anterior de 44,4% deținut de celulele solare create de compania Sharp, conform solarlove.org.


O altă problemă este porozitatea hârtiei, substanțele active fiind absorbite în structura poroasă. Leonat arată că echipa alături de care lucrează a reușit să rezolve această problemă: "Încercările anterioare de fabricare de celule solare organice pe suport de hârtie s-au dovedit ineficiente, prezentând procente nu mai mari de 1,3 – 1,5%. În laboratorul nostru, am reușit să îmbunătățim eficiența la 4,1%, depășind astfel obstacole precum porozitatea suprafeței hârtiei”.

Însă, până în prezent, celulele solare pe hârtie nu au ajuns la o eficiență destul de mare pentru a fi puse în vânzare: „Din cauza eficienței relativ scăzute, celulele solare pe suport de hârtie nu au ajuns la stadiul de comercializare, cercetări ulterioare fiind necesare pentru optimizarea acestora".

Potrivit energyinformative.org, piața celulelor solare este dominată la ora actuală de diferite tipuri de celule pe bază de siliciu cristalin.

https://ro.stiri.yahoo.com

Niciun comentariu:

Trimiteți un comentariu