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

Atomenergiával tennék függetlenebbé az amerikai katonai bázisokat

Nukleáris “mikroreaktorok” épülnek az Egyesült Államok öt katonai támaszpontján független energiaforrásként.

Létrehozva:

|

Szerző:

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

Nukleáris “mikroreaktorok” kezdhetnek működni az Egyesült Államok öt katonai támaszpontján két éven belül, függetlenítve a haderő létesítményeit a kereskedelmi elektromos hálózatoktól – jelentette be az Egyesült Államok hadserege. Az alternativenergia.hu közleménye szerint egy tavaly indított program keretében az öt bázison 2,2 milliárd dolláros (mintegy 685 milliárd forint) forrásból 20 mikroreaktort alakít ki öt kiválasztott vállalat, amely tulajdonosként a működtetést is végzi majd. A fejlesztést elnyert támaszpontokat egy 9 létesítményt tartalmazó szűkített listáról választották ki – olvasható a beszámolóban. A beruházás eredményeként az észak-karolinai Fort Bragg, a Kentucky állambeli Fort Cambell, a georgiai Fort Benning, a texasi Fort Hood és a new yorki Fort Drum bázisokat láthatja el néhány éven belül nukleáris termelésű áram.

A New York államban található Fort Drum bázis érdekében több lépést tett Chuck Schumer az állam demokrata szenátora, aki múlt héten a hadseregért felelős miniszternek írott levélben érvelt a helyi támaszpont mellett. A megbízást elnyert energetikai vállalkozások között van az Antares Nuclear, a BWXT, a General Atomics, a Radiant Industries, valamint a Westinghouse.

Nukleáris mikroreaktorok egyelőre nem látnak el lakossági fogyasztókat az Egyesült Államokban. A tervek szerint az 5 katonai létesítményben összesen 20 kisméretű atomreaktor épül, amelyek optimális esetben 2028. szeptember 30-ig megkezdik az áramtermelést, minimális elvárás pedig, hogy a határidőig legalább egy támaszponton működésbe lépjen az önálló áramtermelő egység.

Advertisement

Dan Driscoll, a Trump-adminisztráció hadsereg működéséért felelős minisztere a bejelentés kapcsán úgy fogalmazott, hogy a beruházások elindítják a hadsereget azon az úton, hogy biztonságos, megbízható, helyben előállított energiával lássák el a katonai létesítményeket. “Kiépítjük az energetikai ellenállóképességet, ami szükséges a bevetési erő érvényre juttatásához a világban, anélkül, hogy a potenciálisan sérülékeny külső hálózatokra szorulnánk” – fogalmazott.

A fejlesztések részei a hadsereg 2025. őszén bejelentett Janus Programjának, ami az újgenerációs atomenergia-termelés módjainak fejlesztését ösztönzi a katonaság számára. Az Egyesült Államokban általánosságban is komoly erőfeszítések zajlanak annak érdekében, hogy növeljék az ország áramtermelő kapacitásait új atomreaktorok felépítésével, amelyek polgári felhasználásban kielégíthetik a mesterséges intelligencia működtetéséhez elengedhetetlen adatközpontok jelentős energiaigényét.

Advertisement
Tovább olvasom

Ezeket olvassák