Ученые считают, что эта крошечная теплица может стать переломным моментом в развитии агровольтаики

Что думаете? Ваше мнение важно!

Область агровольтаики, в которой земля используется как для ведения сельского хозяйства, так и для производства солнечной энергии, имеет некоторые основные логистические проблемы. А именно, трудно построить конструкции, которые могли бы эффективно генерировать солнечную энергию и при этом не блокировать солнечный свет, необходимый для роста сельскохозяйственных культур. Группа исследователей из Калифорнийского университета недавно обнаружила новое решение этой проблемы, основанное на использовании органических материалов. Этот процесс даже превосходит обычные теплицы со стеклянной крышей, оснащенные традиционными солнечными панелями.

В понедельник в журнале Nature Sustainability команда подробно описала свои результаты, рассказав о том, как интеграция слоя химического вещества природного происхождения, известного как L-глутатион, может продлить срок службы полупрозрачных солнечных батарей и одновременно повысить их эффективность. Янг Янг, материаловед из Инженерной школы Самуэли Калифорнийского университета, объяснил, что органические материалы могут стать основным инструментом в агровольтаике, поскольку они избирательно поглощают определенные спектры света. Однако исторически они были слишком нестабильны для широкого применения в солнечной энергетике.

Органические аналоги неорганических солнечных батарей часто очень быстро разрушаются, поскольку под воздействием солнечного света они теряют электроны в результате окисления. При добавлении тонкого слоя L-глутатиона на основе углерода, ранее недолговечные элементы смогли сохранить до 80 процентов эффективности после 1 000 часов использования, что является значительным шагом вперед по сравнению с менее чем 20-процентной эффективностью за тот же период времени без L-глутатиона.

Чтобы проверить новые солнечные батареи, команда Янга сравнила урожайность двух теплиц размером с кукольный домик, в которых выращивались брокколи, бобы мунг и пшеница. Прозрачная стеклянная крыша одной теплицы была оснащена рядом традиционных неорганических солнечных панелей, в то время как потолок другой теплицы полностью состоял из полупрозрачных органических панелей. К удивлению исследователей, в полупрозрачной теплице урожайность оказалась выше, чем в традиционной. Команда считает, что это может быть связано с тем, что слой L-глютатиона блокирует ультрафиолетовые и инфракрасные лучи - ультрафиолетовый свет часто может повредить растения, а инфракрасный может слишком сильно нагревать теплицу и заставлять культуры требовать больше воды.

Команда Янга надеется в конечном итоге расширить производство новых органических солнечных батарей для широкого промышленного использования.

Новые, эффективные, частично органические конструкции, наряду с предлагаемыми проектами, такими как навесы для автостоянок и более дешевые домашние приложения, могут помочь закрепить солнечную энергию в качестве одного из ключевых инструментов в переходе к зеленым, устойчивым энергетическим сетям.