Pesquisadores do Imperial College London inventaram uma nova estrutura semelhante a uma folha que pode coletar e gerar energia solar fotovoltaica e produzir água doce, imitando o processo que ocorre em plantas reais.
Apelidada de “folha fotovoltaica”, a inovação “utiliza materiais de baixo custo que podem inspirar uma nova geração de tecnologias de energia renovável”.
Estudos demonstraram que as folhas fotovoltaicas “podem gerar mais de 10% mais eletricidade do que os painéis solares convencionais, que perdem até 70% da energia solar para o meio ambiente”.
Se utilizada de forma eficaz, a invenção também poderá produzir mais de 40 mil milhões de metros cúbicos de água doce por ano até 2050.
“Este design inovador tem grande potencial para melhorar significativamente o desempenho dos painéis solares, ao mesmo tempo que proporciona rentabilidade e praticidade”, disse o Dr. Qian Huang, pesquisador emérito do Departamento de Engenharia Química e autor do novo estudo.
As folhas artificiais são projetadas para eliminar a necessidade de bombas, ventiladores, caixas de controle e materiais porosos caros.Também fornece energia térmica, adapta-se a diferentes condições solares e tolera temperaturas ambientes.
“A implementação deste design inovador de chapa pode ajudar a acelerar a transição energética global, ao mesmo tempo que aborda dois desafios globais urgentes: a crescente procura de energia e água doce”, disse Christos Kristal, chefe do Laboratório de Processos de Energia Limpa e autor do estudo.disse Markides.
As folhas fotovoltaicas baseiam-se em folhas reais e imitam o processo de transpiração, permitindo à planta transferir água das raízes para as pontas das folhas.
Desta forma, a água pode mover-se, distribuir-se e evaporar-se através das folhas fotovoltaicas, enquanto as fibras naturais imitam os feixes de veias das folhas, e o hidrogel imita as células de uma esponja para remover eficientemente o calor das células solares fotovoltaicas.
Em outubro de 2019, uma equipe de cientistas da Universidade de Cambridge desenvolveu uma “folha artificial” que pode produzir um gás puro chamado gás de síntese usando apenas luz solar, dióxido de carbono e água.
Depois, em agosto de 2020, investigadores da mesma instituição, inspirados na fotossíntese, desenvolveram “folhas artificiais” flutuantes que podem utilizar a luz solar e a água para produzir combustível limpo.Segundo relatos da época, esses dispositivos autônomos seriam leves o suficiente para flutuar e seriam uma alternativa sustentável aos combustíveis fósseis sem ocupar terra como os painéis solares tradicionais.
As folhas podem ser a base para abandonar os combustíveis poluentes e optar por opções mais limpas e verdes?
A maior parte da energia solar (>70%) que atinge um painel fotovoltaico comercial é dissipada como calor, resultando num aumento na sua temperatura de funcionamento e numa deterioração significativa no desempenho eléctrico.A eficiência da energia solar dos painéis fotovoltaicos comerciais é normalmente inferior a 25%.Aqui demonstramos o conceito de uma lâmina fotovoltaica de poligeração híbrida com uma estrutura de transpiração biomimética feita de materiais ecologicamente corretos, baratos e amplamente disponíveis para controle efetivo de temperatura passiva e poligeração.Demonstramos experimentalmente que a transpiração biomimética pode remover cerca de 590 W/m2 de calor das células fotovoltaicas, reduzir a temperatura das células em cerca de 26°C com iluminação de 1000 W/m2 e resultar em um aumento relativo na eficiência energética de 13,6%.Além disso, as lâminas fotovoltaicas podem usar sinergicamente o calor recuperado para gerar calor adicional e água doce ao mesmo tempo em um único módulo, aumentando significativamente a eficiência geral de utilização da energia solar de 13,2% para mais de 74,5% e gerando mais de 1,1L/h. ./ m2 de água pura.
Horário da postagem: 29 de agosto de 2023