Kapcsolatfelvétel

Zöldinfó

Magyar kutatóknak köszönhetően lesznek még hatékonyabbak a napelemek

Létrehozva:

|

A szakértők szerint a metilammónium-ólom-halid-perovszkit nevű anyagcsalád alkalmazása rendkívül ígéretes a napelemiparban.

A napelemek az elmúlt évtizedekben elképesztő fejlődésen estek át, de a kutatók szerint a technológiában még mindig rengeteg kiaknázatlan lehetőség rejlik. A fotovoltaikus megoldások az élet egyre több területén jelennek meg, mérséklik az emissziót, illetve csökkentik az villanyszámlákat. Napjainkban, az energiaválság idején a napelemek különösen nagy jelentőséggel bírnak. A technológia az elkövetkező időszakban bizonyosan még fejlettebbé válik majd, az ipar például komoly erőforrásokat fordít arra, hogy megtalálja a hagyományos, szilícium alapú napelemes anyagok hatékonyabb alternatíváit. Ilyen ígéretes jelölt a nemrégiben felfedezett, úgynevezett metilammónium-ólom-halid-perovszkit család, amely rendkívüli fotovoltaikus tulajdonságokkal bír, könnyű és olcsón előállítható – írja az alternativenergia.hu.

Míg a hagyományos anyagok tipikus hatásfoka 15 százalék körül mozog, addig az új anyagcsalád használatával laboratóriumi körülmények között már 30 százalékos hatásfokot is elértek. A szakértők abban bíznak, hogy az arány tovább növelhető, a nem szilícium alapú anyag napelemes felhasználása pedig további anyagok vizsgálatára sarkallja a kutatókat.

Advertisement

Ezt a különleges, új családot vizsgálták a közelmúltban magyar kutatók részvételével. A Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem (BME) munkatársai szerint a napelem-alapanyagok a fény energiáját úgy hasznosítják, hogy a bejövő fotonok hatására bennünk elektronlyuk-párok jönnek létre, amelyek aztán áramot termelnek. A napelem belsejében gerjesztett töltéshordozó párok mennyisége, illetve élettartama rendkívül fontos a felhasználhatóság szempontjából, rekombináció esetén a gerjesztett elektronlyuk-párok például megsemmisülnek. A félvezető anyagban a rekombináció előtt a réteget elhagyó töltéshordozók révén termelődik energia, az új típusú félvezetők rekombinációs idejének vizsgálatából ezért jobban megismerhető napelemként való felhasználhatóságuk.

A BME munkatársai új tanulmányukban ezért a rekombinációs időt, valamint a gerjesztett töltéshordozó mennyiséget elemezték. A publikáció vezető szerzője Bojtor András, az egyetem doktorandusza, aki tanulmányai mellett a Semilab Félvezető Fizikai Laboratórium Zrt.-nél dolgozik. A vizsgálatot Forró László professzorral végezte a Lausanne-i Svájci Szövetségi Műszaki Egyetemen.

Advertisement

Megannyi lehetőség

A napból négyzetméterenként megközelítőleg 1 kilowatt fényteljesítmény érkezik, hazánkban pedig átlagosan 2000 az éves napsütéses órák száma. Átlagos fekvésnél és tájolásnál úgy lehet számolni, mintha a napelemeket 1000 órán át derékszögben sütné a nap. Évi 2500 kilowattóra fogyasztás mellett tehát a rendszernek 2500 wattos csúcsteljesítménnyel kell bírnia. A jelenlegi technológia hatásfokát figyelembe véve ehhez 17 négyzetméternyi napelem szükséges, az új megoldásoknak köszönhetően a méret ugyanakkor tovább csökkenhet. A technológiával emellett olyan fotovoltaikus rendszereket is létrehozhatnának, melyek autók tetejére telepíthetőek. Ezek segítségével az elektromos járművek magukat tölthetnék, ami tovább mérsékelné a fenntartási költséget és az emissziót. Mivel egy átlagos személyautón 4 négyzetméternyi napelem fér el, 10 kilowattóra energia pedig megközelítőleg 100 kilométer megtételéhez elég. Amennyiben kellően nagy a napelemes rendszer hatásfoka, az autó minden nap akár 100 kilométert is megtehetne „saját” energiával.

Advertisement

A BME és az Eötvös Kutatási Hálózat Wigner Fizikai Kutatóközpont munkatársai a Lausanne-i Svájci Szövetségi Műszaki Egyetemen és az amerikai Notre Dame-i Egyetem szintén többnyire magyar kutatóival vizsgálták a metilammónium-ólom-halid-perovszkitekben a keletkező töltéshordozók élettartamát és azok számát. A vizsgálat során 4 kelvinre hűtötték a család három eltérő anyagát, majd a hőmérséklet emelésével, 300 kelvinig figyelték a rekombinációs folyamatot. A szakértők azt dokumentálták, hogy az anyagok szerkezeti átalakulásai miként hatnak a napelem-hatásfokra, amiből meg tudták állapítani, hogy milyen további elemzések szükségesek.

Összehasonlították a jódot, brómot és klórt tartalmazó mintát, megfigyelték a minta gyors és lassú hűtése során jelentkező különbséget, illetve három, eltérő mintakészítési módszerrel létrehozott metilammónium-ólom-bromid kristálynál a morfológia rekombinációra gyakorolt hatását. „Nagyon izgatottak vagyunk, hogy a kutatásaink révén esetleg a napelem anyagok újabb generációja előtt nyílhat meg az út, egyben lelkesen folytatjuk a további kutatásokat ebben az irányban” – mondta Simon Ferenc, a BME egyetemi tanára.

Advertisement

Zöldinfó

Lárvák forradalma: rovarfehérjével zöldülhet a takarmányipar

Az élelmiszerhulladékot már rövid távon hasznosítani kellene biogázként vagy takarmány alapanyagként.

Létrehozva:

|

Szerző:

Töltse ki a napelem-kalkulátort, és tudja meg, mennyibe kerülhet Önnek! Ingyenes kalkulálás itt (x)

A Kék Bolygó Klímavédelmi Alapítvány kuratóriumi elnöke a műsorban az Agroloop Hungary Kft. rovarfehérje előállító cég üzemcsarnokában beszélgetett Percze Rajmond társalapító-ügyvezetővel arról, hogy miként lehetne rovarfehérjék használatával a hazai és az európai élelmiszerellátási láncot takarmányoldalon fenntarthatóbbá tenni – írja az alternativenergia.hu. A cégvezető közölte, hogy ők a fekete katonalégy lárvákat haszonállatként tartják, ebből kifolyólag csak takarmányipari minősítésű anyaggal etethetik, holott az iparágnak az a célja, hogy minél alacsonyabb minőségű alapanyagokkal dolgozzon, mert a rovarok képesek gyakorlatilag minden szerves anyagot megenni és feldolgozni. Úgy vélte, az iparágnak a következő nagy lépés az lenne, ha élelmiszermaradékkal etetnék a lárvákat. Áder János erre reagálva elmondta: Magyarországon az élelmiszer 30 százalékát kidobják, az Európai Unióban még rosszabb az arány, vagyis alapanyag lenne bőven.

Rámutatott, hogy a következő cél, hogy ne csak malomipari vagy söripari mellékterméket, hanem a kidobott élelmiszert is alapanyagként hasznosítsák, így abból hulladéklerakóba kerülve nem üvegházhatású gáz, metán képződne. A volt köztársasági elnök kiemelte, hogy erre ma a jogszabályok nem adnak lehetőséget, ezért azokat előbb vagy utóbb meg kell teremteni, ehhez egyfajta lobbizásra is szükség lesz majd az Európai Uniónál. Percze Rajmond elmondta, hogy a fekete katonalégy egy alapvetően trópusi égövben őshonos rovar, amely az életének az első negyedében, 12-14 nap alatt beviszi a testébe az összes kalóriát, amire szüksége van az életének a további részére, ami nagyjából 45 nap. Ez adja azt a gazdasági racionalitást, hogy haszonállatként tartani, alacsony minőségű, de takarmány minősítésű anyagokkal etetni, majd feldolgozva gazdag fehérjeforrásként lehet állatokkal megetetni. Az ügyvezető jelezte, hogy az üzemben kétmilliárd egyedet tartanak 12 napig, s naponta 120 tonna alapanyaggal etetik.

A külföldről vásárolt lárvákból 12 nap után nagyjából 30 tonna élőlárva lesz, amiből naponta körülbelül 10 tonna takarmányipari alapanyagot tudnak előállítani: nyolc tonna fehérjelisztet, két tonna zsírt, a lárvák maradékából és ürülékéből pedig napi 30 tonna kiváló minőségű talajjavítót állítanak elő. Áder János megjegyezte, hogy az Agroloopnak ezzel a technológiával “nem egy legyet, nem is két legyet, hanem öt legyet sikerül ütni egy csapásra”. Először is hasznosítanak olyan élelmiszeripari melléktermékeket, amelyek feldolgozása sok esetben nincs környezetbarát módon megoldva, másodszor a rovarok segítségével prémium minőségű állati takarmányadalék készül, harmadszor talajjavító lesz a rovar üledékéből, negyedszer sokkal kevesebb energia és kevesebb víz felhasználásával történik a gyártási folyamat, mint a hagyományos takarmányok előállításakor, és ötödször nagyobb mennyiségben ki tudják majd később váltani a szóját, amit Magyarország jórészt importál – sorolta.

Advertisement

Percze Rajmond az utolsó ponthoz kiegészítésként megemlítette, hogy a rovariparág még nagyon fiatal, funkcionális takarmányi alapanyag, amit előállítanak és jelenleg a szója kihagyhatatlan alkotóeleme a takarmányozásnak. Azonban ha az iparág megfelelő ütemben tud nőni, akkor egyre nagyobb részét tudja az egyébként konvencionális alapanyag forrásoknak helyettesíteni – fűzte hozzá. Jelezte, hogy fél éve indult az üzemük és ugyan még nem érték el a 100 százalékos kapacitáskihasználást, de a következő hónapokban elérhetik. Reményét fejezte ki, hogy a kereslet még nagyobb felfutásával megindulhat a gyártás bővülése, elsősorban Magyarországon.

Advertisement
Tovább olvasom

Ezeket olvassák