Photovoltaik-Module auf Garnelenbasis | Wissenschaft 2020

Anonim

Photovoltaik-Module mit Garnelen gebaut. Das ist ein Lächeln, aber in Wirklichkeit handelt es sich um ein sehr ernstes Experiment, das von einer Gruppe von Forschern der School of Engineering and Materials Science durchgeführt wurde, einer Fakultät, die die Queen Mary University of London leitet.

Die Ergebnisse ihrer Arbeit wurden in der Zeitschrift Angewandte Chemie veröffentlicht: Quantenphysik und die Möglichkeit, aus Biomasse Energie aus der Sonne zu gewinnen.

SOLARENERGIE UND BIOMASSE. Die Herstellung von Photovoltaikzellen aus organischem Material stellt eine eher überholte Forschungslinie dar, die jedoch bisher weder hinsichtlich der Kosten noch der Ausbeute besonders zufriedenstellende Ergebnisse erbracht hatte. Die Wissenschaftler von Queen Mary hingegen sind der Ansicht, dass sie einen wichtigen Schritt nach vorne gemacht haben, indem sie Chitin und Chitosanpolysaccharide - die im Exoskelett von Garnelen und Schalentieren vorkommen - verwendet haben, um Nanostrukturen zu schaffen, die dann in Photovoltaikmodule integriert werden.

Dies sind die gleichen Nanostrukturen, für die beispielsweise eine Legierung aus Platin und Rutel verwendet werden müsste, zwei sehr teuren Metallen, die den Bau von Platten auf Basis natürlicher Elemente verlangsamen.

Durch eine Reaktion namens hydrothermale Carbonisierung, die den natürlichen Prozess der Kohlebildung nachbildet, schufen die Forscher Kohlenstoffquantenpunkte, mit denen sie dann ein dichtes Netzwerk von Nanoröhren bedeckten. Diese Technik hat es uns ermöglicht, eine perfekt funktionierende Photovoltaikzelle zu modellieren, die in der Lage ist, Sonnenlicht in Elektrizität umzuwandeln.

QUANTUM POINTS. Machen wir jedoch einen Schritt zurück, um die Entdeckung der Forscher klarer zu machen: Was ist mit Quantenpunkten gemeint?

Dies sind Kristallstrukturen sehr kleiner Atome (von 2 bis 10 Nanometer Durchmesser) mit vielen interessanten Eigenschaften, die durch die Quantenphysik und nicht durch die klassische Physik erklärt werden können. Auch unter dem Pseudonym "künstliche Atome" bekannt, wird ihre Anwendung beim kostengünstigen Bau von Photovoltaikmodulen kontinuierlich weiterentwickelt.

TRAGBARE VERKLEIDUNGEN. Laut Joe Briscoe, einem der an dem Projekt beteiligten Wissenschaftler, könnten die Garnelenschalen "eine großartige Möglichkeit darstellen, Photovoltaikzellen auf vielseitige, schnelle und einfache Weise unter Verwendung leicht verfügbarer und nachhaltiger Materialien herzustellen".

Die Bemühungen konzentrieren sich nun auf die Energieeffizienz der Nanotechnologie, dem eigentlichen Schlüssel zum Erfolg bei der Herstellung kleiner und praktischer Solarmodule, die nützlich sind, um die High-Tech-Geräte aufzuladen, die die Menschen jeden Tag mitbringen.

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