Wetenschap

Nieuwe ‘groene antenne’ kan de efficiëntie van zonne-energie verdubbelen

Nieuwe ‘groene antenne’ kan de efficiëntie van zonne-energie verdubbelen

Hoofdonderzoeker Challa V. Kumar (midden) [Afbeeldingsbron:Universiteit van Connecticut]

Hoewel het gebruik van zonne-energie zowel gestaag als veelbelovend is, kunnen innovatie en verbeteringen in celefficiëntie de zaken nog beter maken. Er is nu een nieuw type antenne ontwikkeld waarmee zonnepanelen twee keer zo efficiënt kunnen worden als de huidige, waardoor de inzet van zonnecellen op het dak toeneemt.

De nieuwe ‘groene antenne’ is ontwikkeld door een groep wetenschappers van de Universiteit van Connecticut in de VS. Het verzamelt veel meer van het blauwe deel van het lichtspectrum (blauwe fotonen) dan bestaande silicium zonnepanelen, die licht van ongeveer 600 tot 1000 nanometer (nm) omzetten in elektriciteit, maar niet van het bereik van 350 tot 600 nm. Dit betekent dat de huidige zonnepanelen veel potentiële energie verspillen en slechts 11 tot 15 procent van de beschikbare zonne-energie opvangen. Hoewel panelen die speciaal in laboratoria zijn vervaardigd, dit cijfer tot ongeveer 25 procent kunnen verhogen, zijn ze meestal onbetaalbaar voor de gemiddelde consument. Lab-prototypes kunnen nog efficiënter zijn, maar ze zijn ongelooflijk moeilijk op te schalen.

"Veel groepen over de hele wereld werken er hard aan om dit soort antenne te maken, en die van ons is de eerste in zijn soort in de hele wereld", zei hoofdonderzoeker Challa V. Kumar. “Het meeste licht van de zon wordt uitgestraald over een zeer breed venster van golflengten. Als je zonne-energie wilt gebruiken om elektrische stroom te produceren, wil je zoveel mogelijk van dat spectrum oogsten. "

Het team van Connecticut gelooft dat de nieuwe antenne het dubbele van de hoeveelheid energie kan opvangen die wordt gebruikt door een standaard commercieel paneel. De sleutel tot het vermogen van het apparaat is een organische kleurstof, waarvan moleculen worden geëxciteerd door lichtfotonen, waardoor siliciumvriendelijke fotonen worden uitgezonden die kunnen worden omgezet in energie als de juiste chemische omstandigheden aanwezig zijn. De onderzoekers verankeren de kleurstoffen in een proteïne-lipide-hydrogel die de moleculen gescheiden maar toch dicht opeengepakt houdt. Dit creëert op zijn beurt een roze film die kan worden gebruikt om zonnecellen te coaten om het vermogen om licht op te vangen aanzienlijk te verbeteren. Dit proces is relatief eenvoudig en is ook niet te duur. Volgens Kumar kan het zelfs in een keuken of afgelegen dorp worden gedaan. Bovendien zijn de materialen die bij het proces worden gebruikt, composteerbaar en milieuvriendelijk, waardoor er geen kans op giftig afval ontstaat.

De onderzoekers presenteerden hun project op de 250th National Meeting & Exposition van de American Chemical Society in augustus en een lokaal bedrijf uit Connecticut is nu ingeschakeld om het team te helpen de antenne in een commercieel product te veranderen. Naast zonne-energie zijn er nog andere mogelijke toepassingen. Het team gelooft dat de veelzijdige hydrogel kan worden gebruikt voor medicijnafgifte en ook in witte lichtgevende diodes.


Bekijk de video: Hoe China meer energie van de zon wil opslokken. NU nl (Juli- 2021).