More Nautika

SOLARNA ENERGIJA

Panel stvara struju i kad pada kiša

SOLARNA ENERGIJA

Na svijetu nema čišćeg izvora topline i struje od sunca, pa eksperti širom svijeta uporno traže načine kako s neba dobiti što više struje uz pomoć tehnološki naprednijih solarnih panela. Svi, naime, znamo da solarne ploče iz godine u godinu postaju sve učinkovitije, no problemi nastaju kada sunce na dulje vrijeme prekriju oblaci. Međutim, tim stručnjaka s Ocean Universityja of China, pod vodstvom profesora Qunwei Tanga, nalazi se pred revolucionarnim rješenjem dizajniranja panela koji će stvarati struju i po kiši.

Oni su prvo napravili solarni panel koji na klasičan način pretvara sunčevu energiju izravno u električnu pomoću fotoelektričnog efekta, no eksperimentiranjem su zaključili da dodavanjem sloja grafena panelu omogućavaju stvaranje struje i kad je oblačno i pada kiša. Ključ inovacije je grafen, točnije rečeno dvodimenzionalna ugljikova struktura debljine jednog atoma.

Jači od čelika

Gotovo je potpuno proziran, ali je istodobno toliko gust da ni najmanji atomi plina ne mogu proći kroz njega. Kao provodnik struje jednako je dobar kao bakar, te ima izuzetno specifična svojstva. Veliki kristal je, naime, 100 puta jači od čelika i može se rastegnuti do 20 posto.

Ovaj istodobno najtanji i najjači poznati materijal prikladan je za izradu prozirnih ekrana osjetljivih na dodir, svjetlosnih panela i solarnih ćelija. Štoviše, u budućnosti će, pomiješan s plastikom, vrlo vjerojatno omogućiti izradu laganih i superjakih kompozitnih materijala za sljedeću generaciju satelita, zrakoplova i automobila.

U konkretnom slučaju solarnog panela budućnosti, grafen je najvažniji zato što na svojoj površini ima slobodan protok elektrona. A kada se par pozitivno nabijenih iona veže s parom negativno nabijenih elektrona, proizvodi se struja te se vezuje za površinu.

Pozitivno nabijeni ioni dobivaju se dijeljenjem iz kapljica kiše, u kojima su također kalcij, natrij i amonij, jednovalentni radikal koji stvara mnogobrojne soli slične solima alkalijskih kovina. Dakle, na ovaj se način do električne energije dolazi dijeljenjem soli iz kišnih kapi na pozitivno i negativno nabijene ione.

Različiti potencijali

Nakon toga se pozitivni ioni vezuju s negativnim elektronima, pri čemu se zbog različitih potencijala stvaraju mikrovolti. Naravno, Kinezi još nisu prezentirali panel spreman za serijsku proizvodnju, jer ih još čekaju testiranja i usavršavanja prototipa. Prvi rezultati, međutim, ohrabruju – proizvedeno je dosta mikrovolti iz kiše, dok učinkovitost pretvorbe sunčeve energije u električnu iznosi 6,5 posto. U svakom slučaju, veliki potencijal grafena, koji su znanstvenici Andre Geim i Konstantin Novoselov izdvojili 2004. godine iz dijela grafita, prepoznali su i eksperti sa sveučilišta u Birminghamu.

No, da su Kinezi na pravom putu i uistinu bliži rješenju, pokazuje i to što je izum solarnog panela prikladnog za kišu i sunce objavljen u internacionalnom izdanju magazina Angewandte Chemie (nakladnik Wiley-VCH) koji njemačka udruga kemičara izdaje još od 1887. godine. A u tom renomiranom magazinu, vjerujte nam, vrlo oprezno razmišljaju o tome što će objaviti...

Naslovnica Nautika