Zöldinfó
Magyar kutatóknak köszönhetően lesznek még hatékonyabbak a napelemek
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.
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.
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.
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.
Zöldinfó
Országos vizsgálat indulhat az akkumulátoriparban, megszólalt a mérnöki kamara
A Magyar Mérnöki Kamara megalapozottnak tartja a kormány akkumulátoripari szabályozásának szigorító intézkedési tervét.
Töltse ki a napelem-kalkulátort, és tudja meg, mennyibe kerülhet az Ön rendszere! Ingyenes kalkulálás itt (x)
A kormány döntései – az országos ellenőrzési terv elkészítése, a kiemelt létesítmények átfogó vizsgálata, az új szabályozási koncepció kidolgozása, valamint a környezetvédelmi felelősségi rendszer megújítása – összhangban állnak a kamara által megfogalmazott szakmai elvekkel – írja az alternativenergia.hu. A közleményben emlékeztetnek arra, hogy a Magyar Mérnöki Kamara 2023-ban készített átfogó tanulmánya részletesen elemezte az akkumulátorgyártás környezeti és egészségügyi kockázatait, valamint azokat a környezetvédelmi követelményeket, amelyek a fenntartható és biztonságos működés alapfeltételei. A dokumentum kiemelten hangsúlyozza az elővigyázatosság és a megelőzés elvét, a szigorú hatósági ellenőrzés szükségességét, valamint azt, hogy az engedélyezési és felügyeleti rendszereknek a legmagasabb szintű környezetvédelmi és egészségvédelmi követelményeket kell érvényesíteniük – írják a közleményben.
A kamara álláspontja szerint különösen fontos az országos ellenőrzési program elindítása, valamint a környezetvédelmi felelősségi rendszer átalakításának szándéka. A “szennyező fizet” elv következetes érvényesítése, a jogszabályi kiskapuk megszüntetése, és a bírságrendszer korszerűsítése olyan intézkedések, amelyek hosszú távon erősíthetik a környezetbiztonságot és a társadalmi bizalmat. Felhívták a figyelmet arra, hogy minden akkumulátoripari beruházást a teljes technológiai folyamat, a felhasznált anyagok és a várható környezeti hatások alapján kell értékelni.
Az engedélyezésnek és az ellenőrzéseknek egységesnek, átláthatónak, tudományosan megalapozottnak kell lenniük, és elsődleges szempontként kell kezelni az emberi egészség és a környezet hosszú távú védelmét.
A közleményben hangsúlyozták, nem az akkumulátorgyártás, az akkumulátorgyártók ellen foglalnak állást. Úgy látják, hogy az akkumulátorgyártás a fenntartható fejlődés, az energetikai átállás és a modern ipar egyik meghatározó pillére lehet, amely jelentős gazdasági és technológiai lehetőségeket kínál Magyarország számára. A magyar mérnöktársadalom rendelkezik azzal a szaktudással és tapasztalattal, amely biztosíthatja, hogy az akkumulátorgyártás szabályozott, ellenőrizhető és a környezet terhelését minimálisra csökkentő módon valósuljon meg Magyarország bármely térségében – hangsúlyozta a Magyar Mérnöki Kamara.
-
Zöldinfó1 hét telt el a létrehozás ótaKutatók szerint újra kell gondolni az Alföld földhasználatát
-
Zöldinfó3 nap telt el a létrehozás ótaBeton alá kerülnek a legjobb termőtalajok
-
Zöld Közlekedés1 hét telt el a létrehozás ótaEgyre kevesebben keresnek dízelautót, de az árak tovább emelkednek
-
Zöldinfó6 nap telt el a létrehozás ótaPapírszámla helyett digitális ügyintézés: ezt kéri az MVM az ügyfelektől
-
Zöld Közlekedés1 hét telt el a létrehozás ótaNégy elektromos modellel készül a Suzuki 2030-ig, köztük az új e-Vitarával
