Опубликовано 7 часов назад

Ученые считают, что эта крошечная теплица может кардинально изменить ситуацию в агровольтаике

В новом эксперименте ученые использовали полупрозрачные, полуорганические солнечные элементы.

В области агровольтаики, где земля используется как для земледелия, так и для выработки солнечной энергии, существуют некоторые основные логистические проблемы. В частности, сложно создавать сооружения, которые могли бы эффективно генерировать солнечную энергию, не блокируя при этом солнечный свет, необходимый для роста сельскохозяйственных культур. Группа исследователей из Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе недавно обнаружила новое решение этой проблемы, основанное на органических материалах. Этот процесс даже превосходит по эффективности традиционные теплицы со стеклянной крышей, оснащенные обычными солнечными батареями.

В понедельник команда подробно изложила свои выводы в журнале Nature Sustainability , описав, как интеграция слоя природного химического вещества, известного как L-глутатион, может продлить срок службы полупрозрачных солнечных элементов, а также повысить их эффективность. Ян Ян, специалист по материаловедению из Инженерной школы имени Самуэли Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе, объяснил, что органические материалы могут стать важным инструментом в агровольтаике, поскольку они избирательно поглощают определенные спектры света. Однако исторически они были слишком нестабильны для широкого применения в солнечной энергетике.

Органические аналоги неорганических солнечных элементов часто очень быстро деградируют, поскольку солнечный свет вызывает потерю электронов в результате окисления. Добавление тонкого слоя L-глутатиона на основе углерода позволило ранее недолговечным элементам сохранять эффективность до 80% после 1000 часов использования — это значительный шаг вперед по сравнению с менее чем 20% эффективности за тот же период времени без L-глутатиона.

Чтобы протестировать новые солнечные батареи, команда Янга сравнила урожайность двух крошечных теплиц, в которых выращивали брокколи, маш и пшеницу. Прозрачная стеклянная крыша одной теплицы была оснащена несколькими традиционными неорганическими солнечными панелями, в то время как потолок другой полностью состоял из полупрозрачных органических панелей. К удивлению исследователей, полупрозрачная теплица фактически показала более высокую урожайность, чем ее традиционный аналог. Команда считает, что это может быть связано со слоем L-глутатиона, блокирующим как ультрафиолетовые, так и инфракрасные лучи — ультрафиолетовый свет часто повреждает растения, а инфракрасное излучение может слишком сильно нагревать теплицы и заставлять растения потреблять больше воды.

Команда Янга надеется в конечном итоге нарастить производство новых органических солнечных элементов для широкого промышленного применения.

Новые, эффективные, частично органические конструкции, наряду с предлагаемыми проектами, такими как увеличение количества навесов на парковках и удешевление решений для жилых домов , могут помочь обеспечить использование солнечной энергии в качестве одного из ключевых инструментов для перехода стран к экологически чистым и устойчивым энергетическим сетям.

Andrew Paul “Scientists think this tiny greenhouse could be a game changer for agrivoltaics”

Перевод статьи «Scientists think this tiny greenhouse could be a game changer for agrivoltaics» автора Andrew Paul, оригинал доступен по ссылке. Лицензия: CC BY. Изменения: переведено на русский язык