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
Csendben tűnnek el a jól ismert madárfajok Európa tájairól
Hol tűnnek el Európa mezei madarai? Új, rendszeresen frissülő térképek segítik a madárvédelmet az európai monitoring adatok alapján.
Töltse ki a napelem-kalkulátort, és tudja meg, mennyibe kerülhet az Ön rendszere! Ingyenes kalkulálás itt (x)
Miközben Európa tájai folyamatosan átalakulnak, számos, egykor elterjedt és közismert mezei madárfaj csendben eltűnik – írja az alternativenergia.hu. A biológiai sokféleség megőrzése és a hatékony környezetvédelmi politikák kidolgozása szempontjából kulcsfontosságú, hogy pontosan azonosítsuk, hol, milyen gyorsan és miért következnek be ezek az állománycsökkenések. Egy nemrégiben megjelent tudományos tanulmány, amely az EBCC (Európai Madárszámlálási Tanács) hálózatán keresztül gyűjtött adatokat használta fel, és a rangos Conservation Biology folyóiratban jelent meg, értékes új eszközt kínál: képessé váltunk rendszeresen frissülő, nagy felbontású térképek előállítására, amelyek szemléltetik a mezei madarak előfordulási valószínűségének változásait Európa-szerte.
Miért fontosak ezek a térképek?
„A fajok elterjedésének ismerete elengedhetetlen a természetvédelmi és helyreállítási politikák megalapozásához. Ezek rendszeres frissítése és nemzetközi szintű harmonizációja azonban komoly kihívást jelent. Mi, az EBCC-nél megtettük az első lépéseket ehhez az EBBA Live projekten keresztül. Itt a Pan-European Common Bird Monitoring Scheme (PECBMS – Páneurópai Gyakori Madármonitoring Program) öt évet lefedő adatait használtuk fel a mezei madárfajok elterjedésének frissítésére, és felmértük, hogyan változtak az előző ötéves időszakhoz képest, mind kontinentális, mind regionális szinten” – mondta Sergi Herrando, az EBCC elnöke és a CREAF/ICO kutatója, a tanulmány egyik vezető szerzője.
A kutatás a PECBMS programon keresztül összevont, szabványosított nemzeti monitoring adatokat használt 50 európai mezei madárfajra vonatkozóan, a 2018 és 2022 közötti időszakból. Ezekből 10×10 km-es felbontású térképeket készítettek, amelyek jelzik az adott faj előfordulásának valószínűségét. Emellett elkészítették a modelleket az előző öt évre (2013-2017) is, és vizualizálták az előfordulási valószínűség különbségeit a két időszak között 10×10 km-es területenként, kalibrált változástérképeken. Ezek a térképek kiemelik azokat a területeket, ahol a fajok állománya növekszik, stabil vagy csökken.
Mit árulnak el nekünk a térképek?
„43 faj esetében tudtunk megbízható becsléseket kapni a változásokról, és az elterjedési változások pozitív korrelációt mutattak a független állománytrendekkel. Sajnos eredményeink azt mutatják, hogy a becsült előfordulások 33 fajnál csökkentek, mindössze 9 fajnál nőttek, és 1 fajnál maradtak változatlanok. A legtöbb faj esetében az elterjedés változásának iránya összhangban volt a faj teljes állományának ugyanezen időszak alatt bekövetkezett változásával, négy faj kivételével” – tette hozzá Alena Klvaňová, társszerző és a CSO-nál (Cseh Madártani Társaság) dolgozó PECBMS projektmenedzser.
Ez a 43 faj együttesen átlagosan elterjedési területének 0,79%-át veszítette el Európa-szerte 2013–2017 és 2018–2022 között. Néhány faj elterjedése több mint 2%-kal csökkent, ami a vizsgált rövid időkeretet tekintve jelentős. A két legnagyobb veszteséget elszenvedő faj a déli hantmadár (átlagos veszteség 3,7%) és a vörösfejű gébics (átlagos veszteség 2,3%) volt, míg a legnagyobb növekedést a fehérkarmú vércse (átlagos növekedés 1,4%) és a berki veréb (átlagos növekedés 1,1%) mutatta.
Négy példafaj, négy különböző történet
„Négy fajt (vadgerle, cigánycsuk, mezei veréb, kenderike) választottunk ki példaként, mivel Európa-szerte elterjedtek, mintázataik kiegészítik egymást, és előfordulásuk változásai eltérőek: egyes régiókban növekszenek, míg másokban csökkennek. Bár a változási mintázat mind a négy fajnál többnyire negatív volt, a változás mértéke és iránya térben változott, és néhány területen növekedést tapasztaltunk” – említi Klvaňová.
A vadgerle jól példázta az elterjedés általános csökkenését a vizsgálati időszakban, jelentős veszteségekkel a legtöbb európai régióban. A cigánycsuk enyhe általános növekedést mutatott, de ellentétes pozitív és negatív változásokkal; a negatív eltolódások a déli régiókra koncentrálódtak, ahol a faj előfordulása a legmagasabb volt. Az általános csökkenő trend közepette a mezei veréb csak a közép-keleti és északi régiókban mutatott kisebb növekedést. Végezetül, a kenderike esetében a veszteségek főként a délnyugati, közép-keleti és délkeleti régiókban következtek be, míg a növekedés északon és nyugaton koncentrálódott. Az előző fajok egységesebb mintázatától eltérően ezek a régiók észrevehető változatosságot mutattak.
„Összességében eredményeink az európai mezei madarak elterjedésének közelmúltbeli zsugorodását jelzik, és demonstrálják a jelenlegi madármonitoring programok erős képességét arra, hogy kontinens-szintű, rendszeresen frissíthető fajtérképeket biztosítsanak. A változások néhány évenkénti nyomon követése riasztórendszerként működhetne, amely térben kifejezett megközelítése révén – ami Európában újdonságnak számít – segíthet a szakpolitikai jelentéstétel javításában és lehetővé tenné a korai beavatkozásokat. Reméljük, hogy eredményeink javítják a természetvédelmi és helyreállítási intézkedések célzottságát, és útmutatást adnak a helyreállítási tervek kidolgozásához” – zárja Herrando.
Az EBCC a magyarországi adatokat az MME által 28 éve működtetett Mindennapi Madaraink Monitoringja (MMM) programból kapja a PECBMS keretében. Önkénteseink évente 200-300 mintaterületen végzik az MMM felméréseket, a költési- és a telelési időszakban.
-
Zöldinfó1 hét telt el a létrehozás ótaBenzin és gázolaj: marad az adócsökkentés, de már kisebb mértékben
-
Zöld Közlekedés15 óra telt el a létrehozás ótaA debreceni CATL-gyár már az elektromos autók következő generációjára készül
-
Zöld Energia2 nap telt el a létrehozás ótaEgy jól megválasztott hőszivattyú évekre optimalizálhatja otthona energiafogyasztását
-
Zöldinfó1 hét telt el a létrehozás ótaAszály ellen is hatékony lehet a magyar fejlesztésű gyapjúpellet
-
Zöldinfó7 nap telt el a létrehozás ótaVizsgálat indult az EcoPro debreceni üzemében történt esemény után
