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

Rekordméretű vb, rekordméretű kibocsátás: nagy árat fizethet a bolygó

Minden idők legnagyobb karbonlábnyomú sporteseménye lehet az idei futball-vb.

Létrehozva:

|

Szerző:

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

A három országban, 16 helyszínen rendezett, 48 csapatos világbajnokság a becslések szerint minden idők legnagyobb karbonlábnyomú sporteseménye lehet: a kibocsátások döntő része a repülésre épülő logisztikából származik – írja az alternativenergia.hu. Szász Anna Dorottya, a Green Policy Center junior elemzője szerint miközben a Nemzetközi Labdarúgó-szövetség, a FIFA kommunikációjában hangsúlyos cél a klímavédelem, a földrajzilag szétszórt rendezési modell, a szurkolói utazások, az extrém hőség és a fosszilis szponzoráció egyre inkább megkérdőjelezik e vállalások hitelességét.

Miközben sokan találgatják és fogadnak arra, ki nyeri a tornát, a „vesztes” kiléte már most egyértelmű: maga a bolygónk. Az Egyesült Államok, Kanada és Mexikó által közösen rendezett világbajnokság minden eddiginél nagyobb léptékű: a korábbi 32 helyett már 48 válogatott vesz részt, 104 mérkőzést játszva három hatalmas területű országban, 16 különböző helyszínen. A városok között sok esetben több mint 4000 kilométer a távolság, amelyet a jelenlegi egyesült államokbeli infrastruktúrát ismerve reálisan csak repülővel lehet megtenni.

A FIFA (Nemzetközi Labdarúgó-szövetség) kommunikációjában a klímavédelem hangsúlyos célként jelenik meg, a gyakorlatban azonban ezek a vállalások egyre nehezebben tűnnek hitelesnek. Gianni Infantino 2022-ben még azt ígérte, hogy a katari világbajnokság karbonsemleges lesz, és a szervezet hosszú távú tervei szerint 2040-re elérné a klímasemlegességet. Bár ez a stratégia nem kizárólag a világbajnokságokra vonatkozik, a torna logisztikáját, a szurkolói utazásokat és a teljes kibocsátási képet nézve egyre nehezebb valódi fordulatként értelmezni a sportág környezeti terhelésében.

Advertisement

A klímaváltozás már a játékosok és a szurkolók biztonságát is veszélyezteti

A stadionokban közben nemcsak a hangulat, hanem a hőmérséklet is egyre forróbbá válik. A klímaváltozás következtében kialakuló extrém időjárási viszonyok a játékosok, a szurkolók és a szervezők biztonságát is veszélyeztethetik. Ennek egyik példája, hogy a Philadelphiában rendezett Franciaország–Irak mérkőzést több órára is félbe kellett szakítani a heves esőzés, az erős szél és a villámlás miatt. Emellett az extrém hőség is komoly kihívást jelent a világbajnokság megrendezése során: az előrejelzések szerint a torna 16 helyszíne közül 14-ben a WBGT-érték (a kicsit fura nevű ún. nedves gömbhőmérsékleti index – amely a hőmérsékletet, páratartalmat, napsugárzást és szélhatást együtt vizsgálva mutatja meg az emberi testre való hőterhelést) meghaladja a 28 °C-ot, ami már egészségügyi kockázatot jelenthet a sportolók számára. Ráadásul az Egyesült Államokban a statisztikák szerint a hőség több halálesetet okoz évente, mint bármilyen más szélsőséges időjárási jelenség. Tehát az extrém hőmérséklet és a hőhullámok nemcsak a játékosokra, hanem valamennyi résztvevőre kockázatot jelentenek.

A repülésre épülő rendezés teszi kiugróvá a vb karbonlábnyomát

A probléma gyökere a földrajzilag szétszórt rendezési modell, ahol a csapatok és szurkolók milliói kényszerülnek folyamatos repülésre a mérkőzések között. Ezt jól mutatja, hogy az üvegházhatású-gáz (ÜHG) kibocsátások döntő része – mintegy 85 százaléka – a légi közlekedéshez köthető. A csapatok és stábok a nagy távolságok miatt akár több száz vagy több ezer kilométert repülnek egyik mérkőzésről a másikra. Például Bosznia-Hercegovina válogatottja a csoportmeccsei során több mint 5000 kilométert utazott Toronto, Los Angeles és Seattle között. Ez több, mint a Lisszabon-Moszkva távolság.

Advertisement

Ehhez társul a szurkolók utazása is: több millió néző mozdul meg, ami tovább növeli a kibocsátásokat. A BBC becslése szerint egy angol szurkoló, aki végig követi csapatát a tornán egészen a döntőig, önmagában körülbelül 3,5 tonna szén-dioxidot juttat a légkörbe. Így egyetlen mérkőzés teljes karbonlábnyoma – az utazásokkal együtt – akár 72 ezer tonnára is rúghat, ami megegyezik 48 000 autó átlagos éves kibocsátásával. Összességében az előrejelzések szerint az idei futball-világbajnokság lehet a történelem legnagyobb ÜHG-kibocsátású sporteseménye, mintegy 9 millió tonna kibocsátással, ami közel kétszerese az előző tornák mértékének, és majdnem hatszorosa a 2024-es párizsi olimpia kibocsátásának. Némi vigaszt ad, hogy a világbajnoksághoz szükséges stadionok már rendelkezésre állnak, így legalább az építkezések nem növelték tovább a torna ökológiai lábnyomát.

A Nemzetközi Labdarúgó-szövetség nem igazán töri magát a bolygóért…

Mindeközben a FIFA többéves partnerséget kötött egy szaúd-arábiai olajvállalattal, az Aramco-val, amely a világ egyik legnagyobb vállalati szén-dioxid-kibocsátója, és 1965 óta a globális kibocsátások több mint 4 százalékáért felel. Összehasonlításképpen Oroszország is valamivel több mint 4 százalékáért felel a globális kibocsátásoknak évente.

Advertisement

Ez a környezetterhelő tendencia a következő világbajnokságok esetében sem látszik megtörni: 2030-ban a torna három kontinensen zajlik majd (igaz, a dél-amerikai helyszínek összesen 3 meccset érintenek, a nagyja Spanyolország-Portugália-Marokkó területén oszlik el, azaz a mostani világbajnokságnál jóval kisebb területen), 2034-ben pedig Szaúd-Arábia lesz a rendezvény házigazdája. Az előbbinél a nagy távok miatti utazások (a 3 kihelyezett meccs miatt) és a világ legnagyobb focistadionjának építése, míg az utóbbinál az építeni tervezett 11 új stadion és annak energiafelhasználása (beleértve a nézőtéri hűtést) okoznak majd komoly környezeti kihívást.

…miközben a futballnak lenne ereje a klímavédelemhez

Ugyanakkor léteznek előremutató nemzetközi kezdeményezések is. Az ENSZ Football for the Goals programja például a futball közösségén keresztül igyekszik támogatni a fenntartható fejlődési célok elérését. Az Európai Labdarúgó-szövetség (UEFA) is aktívan dolgozik a 2040-es klímasemlegességi célok elérésén, és 2024-ben elindította saját egységes karbonlábnyom-kalkulátorát, amely lehetővé teszi, hogy a klubok és a szövetség is nyomon kövessék kibocsátásaikat. Emellett egyre hangsúlyosabb szerepet kap a stadionok és a futballhoz szükséges infrastruktúra fenntarthatóbbá tétele: az UEFA EURO 2024 klímaalapon keresztül több mint 2300 németországi klub nyújtott be pályázatot, amelyek közül 80 kiválasztott klub összesen 2,3 millió euró támogatásban részesült létesítményeik korszerűsítésére, például napelemek, LED-világítás és hőszivattyúk telepítésére, valamint elektromos buszok beszerzésére.

Advertisement

Az UEFA emellett az edukációban is fontos szerepet vállal: egy közös UEFA–Európai Bizottság televíziós kampányt is indított #EveryTrickCounts címmel, amelyben korábbi sztárjátékosok – többek között Luís Figo és Gianluigi Buffon – mutatják be, hogy a mindennapi élet apró változtatásai is érdemben hozzájárulhatnak a klímaváltozás elleni küzdelemhez.

Hiszen ahogy Nigel Topping, a COP26 magas szintű klímaügyi nagykövete is fogalmazott: „Sok szempontból a futball ugyanazokat a készségeket igényli, amelyekre a klímaválság kezeléséhez is szükségünk lesz: kitartást, alkalmazkodóképességet és egy valóban együttműködő, ‘teljes csapatként’ működő megközelítést.” Talán egy napon a FIFA is elkötelezi magát amellett, hogy a nagymértékű ÜHG-kibocsátás helyett a fenntarthatósági célok szolgálatába állítsa a sport által összefogott globális közösséget.

Advertisement
Tovább olvasom

Ezeket olvassák