Zöld Energia
Napelem cellákat használnának szívritmusszabályzókhoz
A Chicago-i Egyetem kutatói olyan különleges, egyrétegű napelem cellát fejlesztettek ki, amely felhasználható kevésbé invazív orvosi eszközök áramellátásához.
A Chicago-i Egyetem tudósai új módszert fedeztek fel a napelem cellák előállítására, így ezek parányi fényforrásokkal kombinálhatók szívritmusszabályzók és más orvosi eszközök áramellátásának biztosítására. Aleksander Prominski, a Nature Materials, című kiadványban megjelent tanulmány vezető szerzője a Chicago-i Egyetem laboratóriumának vegyésze, Bozhi Tian; ez a labor arra szakosodott, hogy módokat dolgozzon ki a biológiai szövetek és a mesterséges anyagok, például vezetékek összekapcsolására, az agy jeleinek modulálása és orvosi implantátumok felületének kialakítása céljából. Ebben a tanulmányban a Chicago-i Egyetem tudósai új módot fedeztek fel az egyrétegű napelem cella gyártásához, és a felső rétegekbe lyukak maratására, hogy porózussá tegyék, írta az mnnsz.hu.
A napelem cellák rendszerint két rétegből, szilícium és egy másik anyag kombinációjából készülnek, de a Chicago-i Egyetem csapata megállapította, hogy tiszta szilíciumból is képesek napelem cellát előállítani, ha az egyetlen réteget porózussá teszik. Az eredmény egy puha, szivacsos napelem cella, amelynek átmérője öt mikron alatti lehet. A lyukacsos cellának több előnye is van a hagyományos cellák gyártásának módozataival szemben, gazdaságosabbá teszi a gyártási folyamatot, ugyanakkor megőrzés a végtermék hatásosságát.
„Percek alatt el lehet készíteni ezeket, és a folyamat nem igényel magas hőmérsékletet és mérgező gázokat” – monda Prominski. „A mérést elvégezve valóban kiemelkedő fényáramot találtunk – az előző kivitelhez képest két nagyságrenddel magasabbat” – tette hozzá Jiuyun Shi, a tanulmány társszerzője. A kutatókat érdeklő egyik terület olyan eszközök létrehozása, amelyek fénnyel működtethetők. Amikor az emberi testben működnek, ezek a fotoelektrokémiai cellák néven ismert eszközök a testbe beépített apró optikai szál segítségével működtethetők. A csapat által kifejlesztett napelem cella párosítható egy optikai szállal, ami olyan vékony is lehet, mint egy emberi hajszál, ami jelentős mértékben csökkentheti az implantátum méretét.
Az orvosi eljárások között szerepel a szívritmusszabályozás is, valamint az idegek stimulálását szolgáló alkalmazások. Minden összetevő készülhet biológiailag lebomló anyagból, ami alkalmazhatóvá teheti ezeket rövid távú eljárásokhoz, például a szív ritmuszavarainak kezelésére is. Az egyedi kialakítás alkalmazható a megújuló energia területén is. Mivel a cellák folyadékban működnek legjobban, az egyetem kutatói arra számítanak, hogy mesterséges falevél vagy szolár üzemanyag alkalmazásokban lehet majd felhasználni ezeket.
A csapat a Chicago-i Orvosi Egyetem kardiológus kutatóival azon dolgozik, hogy továbbfejlesszék és végül emberek esetén is felhasználják a technológiát. Együttműködnek a Chicago-i Egyetem vállalkozásokat és innovációt segítő Polsky Központjával is (University of Chicago Polsky Center for Entrepreneurship and Innovation) a felfedezés üzleti útra terelése kapcsán.
Zöld Energia
Új típusú energiatárolót dolgoztak ki
A spanyol kutatók egyelőre egy prototípust hoztak létre az új technológia segítségével.
Spanyol kutatók olyan új hőenergia-tároló rendszert (TES) terveztek, amely termoelektromos hőszivattyút (TEHP) használ az áram hővé történő átalakításához – számol be a PV Magazine. A hőszivattyút a változó vezetőképességű hőcsövek alternatívájaként használják.
Az újszerű kialakítás négy fő komponenst tartalmaz, nevezetesen egy termoelektromos hőszivattyúrendszert, egy elektromos ellenállást, egy TES-ciklust, valamint egy nyílt hurkot, amelyben a levegő a hőátadó közeg. A rendszer levegőjét a termoelektromos hőszivattyú melegíti fel, amely termoelektromos modulokat használ, kiegészítve az elektromos ellenállással.
A berendezés termoelektromos része hat TEHP-blokkból épül fel. Az első három egyfokozatú termoelektromos hőszivattyú (OTEHP) konfigurációt alkalmaz, mindegyik egy-egy TEM-et használ, mindkét oldalon egy-egy hőcserélővel. A következő három blokk kétfokozatú hőelektromos hőszivattyú (TTEHP), piramis alakú konfigurációval. Ennek a köztes hőcserélőnek a kialakítása egy nagyhatékonyságú, négy hőcsőből álló rendszert használ, amelyben munkafolyadékként víz van. A hőátadás az első fokozatból a második fokozatba ezeken a csöveken keresztül, a víz halmazállapot-változása révén történik.
A kutatók egy rendszerprototípust is létrehoztak, amelyen 45 forgatókönyvet teszteltek különböző feszültségekkel, bemeneti hőmérsékletekkel, illetve és légáramlási sebességekkel. A feszültségek 4, 6, 8 vagy 10 volt, a bemeneti hőmérséklet 120, 160 vagy 200 Celsius-fok, a légáramlási sebesség pedig 13, 18 vagy 23 köbméter per óra volt, utóbbi esetén 655,5 wattnyi hőt termeltek 1,35 COP mellett.
A kifejlesztett TEHP-rendszer integrálása egy elektromos ellenálláson alapuló hőenergiatároló rendszer töltési folyamatába 15, illetve 30 százalékkal növeli az energiaátalakítás hatékonyságát 120 és 200 Celsius-fok közötti energiatárolási hőmérséklet esetén. A javasolt rendszerkonfiguráció 135 Celsius-fokon 112,6 százalékos hatásfokot érhet el. A csapat következő céljai között szerepel, hogy a rendszer viselkedését változó hidegforrás-hőmérséklet esetén is teszteljék.
