Köszönjük látogatását InnerSelf.com, hol vannak 20,000 + életet megváltoztató cikkek, amelyek "Új attitűdöket és új lehetőségeket" hirdetnek. Minden cikk le van fordítva 30+ nyelvFeliratkozás a hetente megjelenő InnerSelf Magazine-hoz és Marie T Russell Daily Inspiration című könyvéhez. InnerSelf Magazine 1985 óta jelent meg.

szünet

OPVIUS SZERVES FOTOVOLTA
A szerves napelemek egyedülálló tulajdonságaik eredményeként számos lehetséges alkalmazást kínálnak, ideértve az ablakokba történő integrálást is, hogy energiát termeljenek a napfényből. A fotók a MaterialD District jóvoltából

Ha napenergiát készít, nagy valószínűséggel nagy napelemek képeit varázsolja el, amelyek átfedik a tetőtéri vagy egy nagy napfarm kint egy mezőn. De mi lenne, ha egy hibrid autó napfénytetőjébe, egy sátorba vagy egy irodaház ablakaiba tehetne egy napelemet? Mi lenne, ha egy vakcinahűtőt távirányíthatna távoli helyen, rugalmas napelem segítségével, amelyet postacsőbe lehet szállítani? Ez csak néhány lehetséges alkalmazás egy viszonylag új technológiának, az úgynevezett szerves napelemeknek (OSC) - legalábbis új, összehasonlítva a szilícium napenergia technológiával, amely az 1950-es évek óta létezik.

A hagyományos szilícium naptechnikához hasonlóan az OSC-k is a nap energiáját felhasználható villamos energiává alakítják. De sokkal sokoldalúbbak, mint a hagyományos napelemek. Az OSC-k könnyűek és rugalmasak, és félig átlátszóvá vagy különféle színűvé tehetők. Ezek a tulajdonságok lehetővé teszik számukra a textil-, jármű- és épületbe épített napelemek alkalmazását, valamint az energia létrehozását azokon a területeken, ahol ez nem létezik.

Egyedi alkalmazások

Míg további finanszírozásra és kutatásra van szükség az OSC-k kereskedelmi piacra juttatásához, a szakértők egyetértenek abban, hogy fontos szerepet játszanak a naptechnika jövőjében. Ez azt jelenti, hogy nem helyettesítik és nem versenyeznek egymással szilícium napelemekkel. "Nem szabad elvárnunk, hogy az OSC-k kiterjedt területeit lássuk, például azokat, amelyek gigavattnyi energiát termelnek a szilícium napenergia-telepeken" - mondja Seth Marder, a Georgia Tech kémia professzora. A szilícium napenergia alkalmas nagyméretű napenergia biztosítására, míg az OSC-k más egyedi erősségekkel rendelkeznek, amelyek a valós alkalmazásokat vezérlik. 

Az OSC-k két különlegessége a vékonyság és a rugalmasság. Míg egy tipikus szilícium napelem körülbelül olyan vastag, mint az emberi haj átlagos szélessége, a legtöbb OSC nagyjából ezerszer vékonyabb. Vékonyságuk és rugalmasságuk miatt az OSC-k hajlított felületeken és rugalmas hátlapokon készülhetnek. Például javíthatók vagy integrálhatók a sátrak, a hátizsákok és akár a ruházat szövetébe is. Ezeknek a termékeknek a nagy része még fejlesztés alatt áll, és hiánypiacot foglal el, de demonstrálják az OSC-k által nyújtott innovatív kreativitást. Az OSC technológiával a napelemek felhasználásának lehetőségei nagymértékben kibővültek, nemcsak a háztetőkön és a naperőműveken.


belső feliratkozási grafika


Az OSC-k átláthatóvá, félig átlátszóvá vagy különféle színűvé is tehetők. Ennek eredményeként számos lehetséges alkalmazás létezik építészeti felhasználásra. Például átlátszó OSC-ket be lehet építeni az ablakokba, hogy napfényből energiát termeljenek, ami egyébként felmelegítheti a helyiséget, és hozzájárulhat a légkondicionálás magasabb költségeihez. Franky So, az észak-karolinai Állami Egyetem anyagtudományi és mérnöki professzora még egy alkalmazást kínál: az OSC-ket napfénytetőkben lehet használni elektromos és hibrid járművek meghajtására.

Ezenkívül az alacsony elõzetes beruházások és a termék alacsony szállítási költségei hozzáférhetõvé teszik az OSC-technológiát a fejlõdõ országok olyan közösségei számára, amelyeknek nincs hozzáférésük az elektromos hálózathoz és az ahhoz szükséges pénzügyi eszközökhöz. Az OSC-k egyedülálló képességgel rendelkeznek, hogy „hatalmat hozzanak, ahol a hatalom nem létezik” - magyarázza Malika Jeffries-EL, a Bostoni Egyetem kémiai docense. Ezekben az esetekben az OSC technológia kisebb mennyiségben nyújthatja az alapvető villamos energiát, amely szükséges a feladatokhoz, például világításhoz, mobiltelefonok töltéséhez, valamint gyógyszerek és oltások hűtéséhez.

Az OSC-k másik értékesítési pontja, hogy kevésbé energiaigényesek a gyártásuk, mint a szilícium napelemek. Rendkívül forró kemencékre van szükség - 1,500 ° C feletti (2,700 ° F) feletti szintre a szilícium napelemek nagy tisztaságú szilíciumának előállításához. Összehasonlításképpen: nagyméretű OSC-k úgy állíthatók elő, hogy az újságok nyomtatásához hasonló folyamatban egyszerűen a cellarétegeket hátlapra nyomtatják. Mivel ez a folyamat kevesebb energiát fogyaszt, az OSC-k lényegesen rövidebb energia-megtérülési idővel rendelkeznek, mint a szilíciumcellák. Más szavakkal, az OSC-k rövidebb időt igényelnek az előállításukhoz szükséges energiamennyiség előállításához.

Hogyan működik

Az első szerves napelemet 1958-ban fejlesztették ki, de az OSC-k csak a 2000-es években tapasztalták a hatékonyság jelentős növekedését. Ez a továbbfejlesztett OSC-technológia az organikus fénykibocsátó diódák, közismert nevén OLED-ek közül került elő. Az OLED technológiát a piac számos televízió- és telefonképernyőjéhez használják. Az OLED-képernyőn egy szerves molekularéteg (elsősorban szén- és hidrogénatomokból álló molekulák) fényt bocsát ki, amikor elektromos áramot alkalmaznak. Az OSC-k lényegében ellentétesen működnek - a szerves molekulák rétege fény hatására elektromos áramot generál.

A szerves napelem több anyagrétegből áll, amelyek egyike az akceptor réteg. Amikor a napfény eléri a sejtet, egy elektron felszabadul a szerves molekulák rétegéből, és az akceptor feladata az elektront továbbadni az elektródon. Ez a folyamat felhalmozódást eredményez, amely áramot termel.

Az OSC-k hatékonyságának grafikonja 2000 és 2020 közöttA nem fullerén akceptorok fejlődésével az OSC-k hatékonysága meredeken nőtt. A grafikon Dr. Felipe Larrain jóvoltából

Hagyományosan az OSC-kben a leggyakrabban használt akceptorok a fullerén alapú anyagok - egy 60 szénatomból álló molekula, amely egy futball-labdára emlékeztető struktúrában kapcsolódik össze. A fullerén akceptoroknál azonban az OSC-k hatékonysága 10% körülire korlátozódott. Más szavakkal, a napelemet érő napfénynek csak 10% -a alakult villamos energiává. A kutatók ezért új típusú akceptor rétegek feltárását tűzték ki célul az OSC hatékonyságának növelése érdekében.

Az áttörés, amely lehetővé tette az OSC-k számára a magasabb hatékonyság elérését, a nem fullerén akceptorok (NFA) kifejlesztése volt. Az NFA-k segítségével az OSC-k hatékonysága meredeken nőtt - Akár 18% alig néhány év alatt. Ez az OSC-ket a Az átlagos kereskedelemben kapható szilícium napelem 18–22% -os hatékonysága. Ez a hatékonyságnövekedés meghaladta sok szakértő elvárásait, akik közül néhányan akkor kezdtek dolgozni a területen, amikor az OSC-k hatékonysága mindössze 3% körül mozgott. "Ha 10 évvel ezelőtt azt mondtad volna, hogy 18% -os hatásfokú szerves napelemekkel rendelkezünk, akkor nevettem volna" - mondja Marder.  

A leküzdés akadályai

Az OSC-k széles körű forgalmazása előtt még sok munka vár ránk. Az egyik legnagyobb kihívás a gyártási folyamatban használt oldószerek. A legtöbb legjobban teljesítő OSC klórozott oldószerek felhasználásával készül, amelyek mind az egészséget, mind a környezetet veszélyeztetik. "Az OSC gyártásának növelésekor figyelembe kell venni a gyárakban dolgozó emberek expozícióját" - mondja Bernard Kippelen, a Georgia Tech villamosmérnöki és számítógépes professzora. Az eddigi kutatások nagyrészt az egyre nagyobb hatékonyság elérésére összpontosítottak, de mint Kippelen mondja: „olyan megközelítésre van szükségünk, amely jóval meghaladja az egyetlen számot”. Ahhoz, hogy az OSC-k életképes technológiává váljanak, a gyártási folyamatot optimalizálni kell, hogy biztonságosabbá és költséghatékonyabbá váljon.

Az OSC-k tömegtermelésének másik akadálya az egyes sejtek ideális laboratóriumi körülmények között tesztelt hatékonysága és a nagyobb modulok esetében bizonyított hatékonyság közötti különbség. Az egyes celláknak nagy hatékonyságuk lehet, de több cellának modulokká, panelekké vagy tömbökké történő összeállításához további elektromos csatlakozásokra van szükség, amelyek csökkentik a hatékonyságot. Amint azonban Kippelen rámutat, ilyen jellegű eltérések várhatók. "Időbe telik, mire a cellák hatékonyságának növekedése megjelenik a gyártósorokról érkező modulok hatékonyságában" - mondja. "Ugyanez vonatkozott a szilícium napelemekre is."

Az OSC-kutatások finanszírozása további aggodalomra ad okot. Az Egyesült Államokban a napelemes kutatás finanszírozásának nagy része kormányzati szervektől származik, például az Energiaügyi Minisztériumtól. Kippelen szerint azonban „sok finanszírozási forrás valamennyire kiszáradt az OSC kutatására”, a napelemek gyorsan bővülő osztályának, az ún. perovszkitek. "A perovszkitok használata körül sok izgalom volt, mert hatékonyságuk bizonyos esetekben még magasabb, mint a szilícium" - mondja Kippelen. Ugyanakkor, miközben az OSC-k finanszírozása csökkent az Egyesült Államokban, Kína továbbra is élen jár az OSC-k kutatásában és fejlesztésében. „Az [OSC kutatással kapcsolatos] munka mennyisége az Egyesült Államokban a kínai munka mennyiségének apró töredéke” - mondja Marder. "Kínában az emberek teljes erőszakkal vesznek részt ebben." 

Az optimizmus okai

A jövőben a világ energiafogyasztása tovább fog nőni, főleg, hogy a fejlődő országok ugyanolyan előnyökre törekednek az igény szerinti energiatermelés terén, mint a fejlett országok. Olyan kutatók, mint Marder, Kippelen, Jeffries-EL és So szerint az OSC technológia egyedülálló és fontos szerepet játszhat a megújuló energiák felé vezető globális átmenetben. Az OSC hatékonyságának közelmúltban, 18% -ra emelkedése sok kutatónak dolgozik ezen technológia előmozdításán, és a tudósok most tandem OSC-ket vizsgálnak (amelyek két különböző anyagot használnak, amelyek elkülönítik a különböző hullámhosszú napfényt) még több energia megkötésére. Néhányan abban reménykednek, hogy ez a fejlődés még tovább növelheti az OSC hatékonyságát - akár 20% -ot is.

Kippelen az OSC technológia hosszú távú áttekintését kéri. "A napelemes technológia sokáig létezik" - mondja. "És valóban hiszem, hogy az OSC idővel valóban fontos technológiának bizonyul."

A szerzőről

 Kellie Stellmach diplomás hallgató, Ph.D. fokozatát folytatja. kémia szakon a Georgia Tech-nél. Szenvedélyesen új szerves anyagokat fejleszt ki a környezeti és fenntarthatósági kihívások kezelésére. Jelenlegi kutatása az alacsony mennyezeti hőmérsékletű polimerek újrafeldolgozható anyagokként történő felhasználására összpontosít.

Kapcsolódó könyvek

Lehívás: A globális felmelegedés visszafordítására valaha javasolt legátfogóbb terv

írta: Paul Hawken és Tom Steyer
9780143130444A széles körben elterjedt félelem és apátia ellenére a kutatók, szakemberek és tudósok nemzetközi koalíciója jött össze, hogy reális és merész megoldásokat kínáljon az éghajlatváltozáshoz. Száz technikát és gyakorlatot írunk le itt - néhány közismert; néhányról, amiről talán még soha nem hallottál. A tiszta energiától kezdve az alacsony jövedelmű országok lányainak oktatásáig, a földhasználat gyakorlatáig terjednek, amelyek kiszívják a levegőt. A megoldások léteznek, gazdaságilag életképesek, és a közösségek az egész világon jelenleg készséggel és határozottan alkalmazzák őket. Elérhető az Amazonon

Klímamegoldások tervezése: Irányelv az alacsony széntartalmú energiához

Írta: Hal Harvey, Robbie Orvis, Jeffrey Rissman
1610919564Mivel az éghajlatváltozás már hatással van ránk, az üvegházhatást okozó gázok globális kibocsátásának csökkentésének szükségessége sürgető. Ijesztő kihívás, de a megvalósításának technológiái és stratégiái ma léteznek. Egy jól megtervezett és végrehajtott energiapolitika egy kis halmaza az alacsony szén-dioxid-kibocsátású jövő felé vezethet minket. Az energetikai rendszerek nagyok és összetettek, ezért az energiapolitikának koncentráltnak és költséghatékonynak kell lennie. Az egy mindenki számára megfelelő megközelítés egyszerűen nem fogja elvégezni a munkát. A döntéshozóknak világos, átfogó forrásra van szükségük, amely felvázolja azokat az energiapolitikákat, amelyek a legnagyobb hatással lesznek az éghajlati jövőnkre, és leírja, hogyan lehet ezeket a politikákat jól megtervezni. Elérhető az Amazonon

Mindent megváltoztat: a kapitalizmus és az éghajlat

készítette Naomi Klein
1451697392In Ez mindent megváltoztat Naomi Klein szerint az éghajlatváltozás nem csupán egy új kérdés, amelyet gondosan fel kell tüntetni az adók és az egészségügy között. Ez egy riasztás, amely felszólít egy olyan gazdasági rendszer rögzítésére, amely már sok szempontból kudarcot vall bennünket. Klein aprólékosan építi azt az esetet, hogy az üvegházhatást okozó kibocsátások nagymértékű csökkentése a legjobb esélyünk arra, hogy egyszerre csökkentsük a tátongó egyenlőtlenségeket, újból elképzeljük a törött demokráciáinkat és újjáépítsük a kibelezett helyi gazdaságunkat. Kihúzza az éghajlatváltozás-tagadók ideológiai kétségbeesését, a leendõ geomérnökök messiási téveszméit és a túl sok mainstream zöld kezdeményezés tragikus vereségét. Pontosan megmutatja, hogy a piac miért nem oldotta meg - és nem tudja - megoldani az éghajlati válságot, hanem ehelyett még rosszabbá teszi a dolgokat, egyre szélsőségesebb és ökológiai szempontból káros extrakciós módszerekkel, melyeket rohamos katasztrófa-kapitalizmus kísér. Elérhető az Amazonon

A kiadótól:
Az Amazon vásárlásai fedezik az Ön költségeit InnerSelf.comelf.com, MightyNatural.com, és a ClimateImpactNews.com ingyenesen és hirdető nélkül, amely nyomon követi az Ön böngészési szokásait. Még akkor is, ha rákattint egy linkre, de nem vásárolja meg ezeket a kiválasztott termékeket, bármi más, amit ugyanazon az Amazon látogatáskor vásárolt meg, kis jutalékot fizet nekünk. Nincsenek többletköltségek, ezért kérjük, járuljon hozzá az erőfeszítéshez. Te is használja ezt a linket bármikor felhasználhatja az Amazon-ra, így segítheti erőfeszítéseink támogatását.

 

Ez a cikk eredetileg megjelent Ensia

 

szünet

Köszönjük látogatását InnerSelf.com, hol vannak 20,000 + életet megváltoztató cikkek, amelyek "Új attitűdöket és új lehetőségeket" hirdetnek. Minden cikk le van fordítva 30+ nyelv. Feliratkozás a hetente megjelenő InnerSelf Magazine-hoz és Marie T Russell Daily Inspiration című könyvéhez. InnerSelf Magazine 1985 óta jelent meg.

A kanadaiak elvesztik a gazdaságba vetett hitüket – és ez befolyásolja az egyenlőtlenségről alkotott felfogásukat

Az emberek fokozatosan fenntarthatóbb életmódot folytatnak, de sokan nehezen tudják megváltoztatni szokásaikat, és gyakran nem tudják, hol kezdjék a fenntarthatóság felé vezető utat.

A demokrácia világszerte hanyatlik – és ez az elmúlt 17 évben is így van – derül ki a demokráciát hirdető Freedom House nonprofit szervezet 2023-as eredményeiből.

Hogyan alakult ki a Boxing Day a karácsonyi maradék szolgáknak való átadásából a kiskereskedelmi őrületté.

A globális felmelegedés sürgető probléma, amely súlyos fenyegetést jelent bolygónkra és annak minden lakójára. Az elmúlt években a tudósok figyelmeztettek a 3°C-os hőmérséklet elérésének lehetséges következményeire...

A Census Bureau 2021 szeptemberében közzétett adatai szerint az Egyesült Államokban 2022-ben nőtt először a jövedelmi egyenlőtlenség egy évtized után.