Des chercheurs de l'Imperial College de Londres ont inventé une nouvelle structure en forme de feuilles qui peut collecter et générer une énergie solaire photovoltaïque et produire de l'eau douce, imitant le processus qui se produit dans les plantes réelles.
Surnommée «feuille photovoltaïque», l'innovation «utilise des matériaux à faible coût qui pourraient inspirer une nouvelle génération de technologies d'énergie renouvelable».
Des études ont montré que les feuilles photovoltaïques «peuvent générer plus de 10% d'électricité en plus que les panneaux solaires conventionnels, qui perdent jusqu'à 70% de l'énergie solaire à l'environnement.»
S'il est utilisé efficacement, l'invention pourrait également produire plus de 40 milliards de mètres cubes d'eau douce par an d'ici 2050.
«Cette conception innovante a un grand potentiel pour améliorer considérablement les performances des panneaux solaires tout en offrant une efficacité et une pratique», a déclaré le Dr Qian Huang, chercheur émérite au Département de génie chimique et auteur de la nouvelle étude.
Les feuilles artificielles sont conçues pour éliminer le besoin de pompes, de ventilateurs, de boîtes de commande et de matériaux poreux coûteux. Il fournit également de l'énergie thermique, s'adapte à différentes conditions solaires et tolère les températures ambiantes.
«La mise en œuvre de cette conception innovante de feuilles peut aider à accélérer la transition énergétique mondiale tout en abordant deux défis mondiaux pressants: la demande croissante d'énergie et d'eau douce», a déclaré Christos Kristal, responsable du Laboratoire des processus de l'énergie propre et auteur de l'étude. Dit Markides.
Les feuilles photovoltaïques sont basées sur de réelles feuilles et imitent le processus de transpiration, permettant à la plante de transférer l'eau des racines au bout des feuilles.
De cette façon, l'eau peut se déplacer, se répandre et s'évaporer à travers les feuilles PV, tandis que les fibres naturelles imitent les faisceaux de veine des feuilles, et l'hydrogel imite les cellules d'une éponge pour éliminer efficacement la chaleur des cellules PV solaires.
En octobre 2019, une équipe de scientifiques de l'Université de Cambridge a développé une «feuille artificielle» qui peut produire un gaz pur appelé gaz de synthèse en utilisant uniquement la lumière du soleil, le dioxyde de carbone et l'eau.
Puis, en août 2020, des chercheurs de la même institution, inspirés de la photosynthèse, ont développé des «feuilles artificielles» flottantes qui peuvent utiliser la lumière du soleil et de l'eau pour produire du carburant propre. Selon des rapports à l'époque, ces appareils autonomes seraient suffisamment légers pour flotter et être une alternative durable aux combustibles fossiles sans prendre de terres comme des panneaux solaires traditionnels.
Les feuilles peuvent-elles être la base pour s'éloigner des carburants polluants et vers des options plus propres et plus vertes?
La majeure partie de l'énergie solaire (> 70%) qui frappe un panneau PV commercial est dissipée sous forme de chaleur, entraînant une augmentation de sa température de fonctionnement et une détérioration significative des performances électriques. L'efficacité énergétique solaire des panneaux photovoltaïques commerciaux est généralement inférieure à 25%. Ici, nous démontrons le concept d'une lame photovoltaïque en polygénération hybride avec une structure de transpiration biomimétique en matériaux respectueux de l'environnement, peu coûteux et largement disponibles pour un contrôle et une polygénération passive efficaces. Nous avons démontré expérimentalement que la transpiration biomimétique peut éliminer environ 590 W / m2 de chaleur des cellules photovoltaïques, réduire la température des cellules d'environ 26 ° C à 1000 W / m2 et entraîner une augmentation relative de l'efficacité énergétique de 13,6%. De plus, les lames PV peuvent utiliser en synergie la chaleur récupérée pour générer de la chaleur et de l'eau frais supplémentaires en même temps dans un seul module, augmentant considérablement l'efficacité globale de l'utilisation de l'énergie solaire de 13,2% à plus de 74,5% et générant plus de 1,1 L / H / H . / m2 d'eau pure.
Heure du poste: août-29-2023