Pokročilé solární materiály těží energii z indoor osvětlení  
Perovskity jsou super. Často ale obsahují olovo a halogeny, což poněkud komplikuje jejich využití. Řešením by mohly být netoxické materiály inspirované perovskitem PIM. Na slunečním svitu nejsou nijak oslnivé, ale výtečně těží elektřinu při osvětlení v místnosti. V budoucnu by mohly pohánět nositelnou elektroniku, biomedicínská zařízení nebo senzory.
Indoor osvětlení nabízí nevyužitou energii. Kredit: Marcello Casal Jr/Agência Brasil / Wikimedia Commons.
Indoor osvětlení nabízí nevyužitou energii. Kredit: Marcello Casal Jr/Agência Brasil / Wikimedia Commons.

V poslední době si v solární energetice získaly velkou pozornost perovskity. Původně jde kosočtverečný minerál z oxidu titaničito-vápenatého. A zároveň se tak označuje celá skupina materiálů, které mají stejnou krystalickou strukturu jako perovskit. Perovskitové solární články lámou rekordu a mají řadu předností. Určitě k nim ale nepatří toxicita, kterou řada perovskitů trpí, obvykle kvůli obsahu olova nebo halogenů.

 

Právě toxicita představuje jednu z motivací pro vývoj nových, pokročilých materiálů, které by měly co nejvíce výhod perovskitů a co nejméně jejich nevýhod. Tým britských a čínských vědců se zaměřil na takzvané materiály inspirované perovskitem (PIM, perovskite-inspired materials) a snaží se vyvinout novou generaci solárních článků, které by materiály PIM využívaly.

 

Robert Hoye. Kredit: Imperial College London.
Robert Hoye. Kredit: Imperial College London.

Robert Hoye z britské Imperial College London a jeho kolegové použili netoxické materiály PIM, které sice napodobují strukturu typických perovskitů s olovem a halogeny, ale zároveň neobsahují zmíněné toxické látky. Takové materiály jsou bezpečnější, ale není to zadarmo. Při běžném osvětlení Sluncem jsou ve výrobě elektřiny méně efektivní než konvenční perovskity.

 

To ale ještě neznamená, že by byly k ničemu. Když vědci analyzovali takový materiál PIM, tak se sice potvrdilo, že na slunci je jeho výkon chabý, ale že je zároveň téměř ideální pro získávání elektřiny v indoor podmínkách. Zatímco na slunci materiály PIM vyrábějí elektřinu s účinností asi 1 procento, v indoor podmínkách je to 4-5 procent. Experimentální indoorové perovskitové solární články jsou sice ještě několikanásobně účinnější, dnešní standardní indoorové fotovoltaice se ale materiály PIM směle vyrovnají. Milimetrový kousek materiálu PIM v indoor podmínkách dokáže napájet malé tranzistorové obvody.

 

Struktura perovskitu. Kredit: Christopher Eames et al. / Wikimedia Commons.
Struktura perovskitu. Kredit: Christopher Eames et al. / Wikimedia Commons.

Podle Hoyeoho navíc výzkum materiálů PIM stále intenzivně pokračuje. Jejich parametry by se měly zlepšovat. Hoye věří, že v dohledné době překonají výkony dnešní standardní indoor fotovoltaiky. Jednoho dne by články PIM mohly „nasávat“ energii osvětlení ve vnitřních prostorách a posílat ji do telefonů, reproduktorů, nositelné elektroniky a v neposlední řadě do indoor senzorů.

 

Podstatnou výhodou materiálů PIM je, že mohou být zapracovány do substrátů, které nejsou v energetice příliš obvyklé, jako například do plastů nebo do textilií. Netoxické materiály PIM by mohly vést ke vzniku rozmanitých zařízení pro nositelnou elektroniku, biomedicínu, chytré domácnosti či chytrá města, která nebudou potřebovat ke svému provozu baterie ani žádný podobný zdroj energie.

 

Literatura

Imperial College London 13. 11. 2020.

Advanced Energy Materials online 3. 11. 2020.

Datum: 18.11.2020
Tisk článku

Matematika a její aplikace pro 5. ročník 2. díl - 5. ročník - Mikulenková Hana
 
 
cena původní: 50 Kč
cena: 50 Kč
Matematika a její aplikace pro 5. ročník 2. díl - 5. ročník
Mikulenková Hana
Související články:

Jak rozsvítit světlo nezměrným chladem vesmíru?     Autor: Stanislav Mihulka (13.09.2019)
Zombie články by mohly pohánět indoor aplikace Internetu věcí     Autor: Stanislav Mihulka (31.05.2020)
Realita poráží science-fiction: Nové zařízení generuje elektřinu ze stínů     Autor: Stanislav Mihulka (08.06.2020)



Diskuze:

Energie z ničeho?

Jiří Kouřil,2020-11-19 20:31:34

"Jednoho dne by články PIM mohly „nasávat“ energii osvětlení ve vnitřních prostorách a posílat ji do telefonů, reproduktorů." píše autor.
Pokud používáme k osvětlení LED, je výkon domácího osvětlení kolem 10W. Jeho energie se šíří všemi směry. Pokud bych měl PIM panel o ploše 1m2, byl by schopen zachycovat cca 1/100 tohoto výkonu. Při účinnosti kolem 1% by byl schopen dodávat výkon řádově mW. A tím se má napájet mobil, repráky nebo něco dalšího? Ani náhodou! Je to zase jen teoretická hříčka prakticky nepoužitelná, jakých se tu na Oslovi objevilo v polední době už několik.

Odpovědět


Re: Energie z ničeho?

Jan Novák9,2020-11-19 22:58:35

Mobil a repráky jsou samozdřejmě úlet, ale hodinky nebo budík, popř. dálkové ovládání nebo senzor otevření okna by to napájet mohlo. Cokoliv kde vydrží mikrotužky déle než rok...

Odpovědět


Re: Energie z ničeho?

Jiří Topfel,2020-11-20 00:19:50

Tak mám na stolku v obyváku zrovna dětskou hračku je to taková stavebnice jedna je s větrným mlýnem a druhá s něčím, co má být radio - je na kliku a na solary. Než to dáme jako dárek pod stromeček, tak jsme to chtěli vyzkoušet. Je noc a a světe div se, ono to obojí funguje (ač je to z Číny). A to máme osvětlení zářivkou (ne žárovkou s žhaveným vláknem).
A to tam jsou ještě solární články takže když je ještě vylepší, tak by to mohlo být ještě lepší a když to utáhne hračku i šustící miniradio, nezatracoval bych to ani z pohledu nějaké dobíječky na mobil, která by makala jak přes den, tak během večera.

Odpovědět


Re: Re: Energie z ničeho?

Vojta Ondříček,2020-11-20 05:26:37

Zajímalo by mne, jak je ta plocha toho FV panelu velká a pochopitelně i to, jak intenzívně byl ten FV panel osvětlen.
Jen pro orientaci, číst mohu černé na bílém pohodlně od 50 lx, kuchyň-přípravna vyžaduje tak 300 lx a pracovní stůl (pod lampou) kolem 1000 lx je tak akorát.

Světelný výkon LED je při příkonu 1W zhruba 100 lx na 1 m^2 (záleží na "teplotě" světla té-které LED).

Odpovědět



Tento web používá k poskytování služeb, personalizaci reklam a analýze návštěvnosti soubory cookie. Používáním tohoto webu s tím souhlasíte. Další informace