Ujarzmianie pełnego potencjału Słońca

Nasza planeta bombardowana jest stale ogromnymi ilościami energii ze Słońca lecz niestety ujarzmienie jej jest niezwykle trudne. Panele słoneczne, które absorbowały by oprócz światła także ciepło do tej pory potrafiły wyłapywać mniej niż 1% całej otrzymywanej energii lecz z pomocą przychodzą węglowe nanorurki, z których stworzono rewolucyjne ogniwo termofotowoltaiczne.

Inżynierowie z MIT stworzyli właśnie prototypowy chip, w którym ciepło pochłania zewnętrzna warstewka węglowych nanorurek nagrzewających się do temperatury prawie 1000 stopni Celsjusza. Rurki te przekazują ciepło kryształom fotonicznym tak, że te zaczynają bardzo intensywnie świecić podczerwienią, a światło to wychwytywane jest przez dołączone ogniwo słoneczne.

Klasyczne panele fotowoltaiczne wykorzystują bardzo niewiele fotonów, bo aby skonwertować energię fotonu w energię elektryczną musi ona być idealnie dopasowana do pasma wzbronionego w materiale, z którego wykonane jest ogniwo. Dzięki nowemu sposobowi uda się wykorzystać dużo szerszy zakres fal gdyż ogniwo towarzyszące kryształowi fotonicznemu jest idealnie dopasowane do długości fal świetlnych przez niego emitowanych.

Naukowcy uważają, że dzięki temu uda się przeskoczyć limit sprawności półprzewodnikowych ogniw fotowoltaicznych (tzw. limit Shockleya-Queissera), który wynosi 33.7%. Z pomocą ogniw termofotowoltaicznych powinno udać się przekroczyć nawet 80%.

Już teraz udaje się z pomocą tego układu wychwytywać 3.2% całej energii dostarczanej przez Słońce, a naukowcy sądzą, że wraz z rozwojem technologii uda się tę sprawność układu zwiększyć do 20% - a tyle wystarczy aby był to produkt opłacalny komercyjnie.

Oprócz lepszej sprawności przewagą nowego układu termofotowoltaicznego ma być także łatwość w składowaniu energii - o wiele łatwiej nam bowiem przechowywać ciepło niż elektryczność.

Źródło: