임페리얼 칼리지 런던(Imperial College London)의 연구원들은 실제 식물에서 발생하는 과정을 모방하여 광전지 태양 에너지를 수집 및 생성하고 담수를 생산할 수 있는 새로운 잎 모양 구조를 발명했습니다.
"PV 시트"라고 불리는 이 혁신은 "신세대 재생 에너지 기술에 영감을 줄 수 있는 저비용 재료를 사용합니다."
연구에 따르면 광전지 잎은 "환경에 태양 에너지의 최대 70%를 손실하는 기존 태양광 패널보다 10% 이상 더 많은 전기를 생산할 수 있습니다."
효과적으로 사용된다면, 본 발명은 2050년까지 연간 400억 입방미터 이상의 담수를 생산할 수 있습니다.
"이 혁신적인 디자인은 태양광 패널의 성능을 크게 향상시키는 동시에 비용 효율성과 실용성을 제공할 수 있는 큰 잠재력을 가지고 있습니다."라고 화학 공학과 명예 연구원이자 새 연구의 저자인 Qian Huang 박사가 말했습니다.
인공 잎은 펌프, 팬, 제어 상자 및 고가의 다공성 재료가 필요하지 않도록 설계되었습니다.또한 열 에너지를 제공하고 다양한 태양 조건에 적응하며 주변 온도를 견딥니다.
“이 혁신적인 시트 디자인의 구현은 에너지와 담수에 대한 수요 증가라는 두 가지 긴급한 글로벌 과제를 해결하는 동시에 글로벌 에너지 전환을 가속화하는 데 도움이 될 수 있습니다.”라고 청정 에너지 프로세스 연구소 소장이자 연구 저자인 Christos Kristal은 말했습니다.마키데스가 말했다.
광전지 잎은 실제 잎을 기반으로 하며 증산 과정을 모방하여 식물이 뿌리에서 잎 끝까지 물을 전달할 수 있도록 합니다.
이러한 방식으로 물은 PV 잎을 통해 이동, 분포 및 증발할 수 있으며, 천연 섬유는 잎의 정맥 다발을 모방하고 하이드로겔은 태양 PV 전지에서 열을 효율적으로 제거하기 위해 스펀지 세포를 모방합니다.
2019년 10월, 케임브리지대학교 과학자팀은 햇빛, 이산화탄소, 물만을 사용하여 합성가스라는 순수한 가스를 생산할 수 있는 '인공잎'을 개발했습니다.
그러다가 2020년 8월, 같은 기관의 연구원들은 광합성에서 영감을 받아 햇빛과 물을 사용하여 깨끗한 연료를 생산할 수 있는 부유형 "인조 잎"을 개발했습니다.당시 보고서에 따르면 이러한 자율 장치는 물에 떠 있을 만큼 가벼우며 전통적인 태양 전지판처럼 땅을 차지하지 않고도 화석 연료에 대한 지속 가능한 대안이 될 것입니다.
나뭇잎이 연료를 오염시키는 것에서 벗어나 더 깨끗하고 친환경적인 선택으로 나아가는 기초가 될 수 있습니까?
상업용 PV 패널에 도달하는 대부분의 태양 에너지(>70%)는 열로 소실되어 작동 온도가 상승하고 전기 성능이 크게 저하됩니다.상업용 광전지 패널의 태양 에너지 효율은 일반적으로 25% 미만입니다.여기서 우리는 효과적인 수동 온도 제어 및 다중 생성을 위해 환경 친화적이고 저렴하며 널리 사용 가능한 재료로 만든 생체 모방 증산 구조를 갖춘 하이브리드 다중 생성 광전지 블레이드의 개념을 보여줍니다.우리는 생체모방 증산이 광전지에서 약 590W/m2의 열을 제거할 수 있고, 1000W/m2 조명에서 셀 온도를 약 26°C 감소시키며, 에너지 효율이 13.6% 상대적으로 증가한다는 것을 실험적으로 입증했습니다.또한, PV 블레이드는 회수된 열을 시너지적으로 활용하여 단일 모듈에서 추가 열과 담수를 동시에 생성할 수 있어 전체 태양 에너지 활용 효율을 13.2%에서 74.5% 이상으로 크게 높이고 1.1L/h 이상의 발전량을 제공합니다. ./ m2의 순수한 물.
게시 시간: 2023년 8월 29일