Vedci vyvinuli unikátne solárne panely, ktoré dokážu vyrábať energiu z dažďa

Aj napriek tomu, že moderné solárne panely sú stále efektívnejšie a modernejšie, no stále sú do značnej miery zbytočné, ak sa na oblohe zatiahnu dažďové mraky. Tento problém sa už čoskoro môže stať minulosťou, a to vďaka hybridným článkom, ktoré dokážu zbierať a kumulovať energiu nie len zo slnečných lúčov, ale aj z dažďových kvapiek.

Kľúčovou súčasťou systému je triboelektrický nanogenerátor, resp. TENG. Reč je o zariadení, ktoré vytvára elektrický náboj z trenia dvoch materiálov, ako pri statickej energii – principiálne to spočíva v presúvaní (pohybe) elektrónov.

TENG môže čerpať energiu z pneumatík automobilov počas jazdy, z navzájom sa otierajúceho oblečenia alebo z tečúcich dažďových kvapiek dolu solárnymi panelmi. Konečným výsledkom je solárny článok, ktorý funguje ako so slnečnou energiou, tak s dažďovými kvapkami. Na svedomí ju majú pracovníci z univerzity Soochow v Číne.

„Naše štúdie demonštrujú nový koncept využívania energie počas rôznych poveternostných podmienok.“ píšu výskumníci vo svojom článku

Myšlienka používania TENG nie je úplnou novinkou, no veľkou výzvou bolo vyvinúť systém, ktorý by nebol príliš zložitý a rozsiahli, preto boli použité dve polymérové vrstvy na povrchu solárneho článku za účelom vytvorenia fungujúceho TENG-u.

Jedna z dvojice polymérových vrstiev je vybavená akýmisi „drážkami“ za účelom zvýšenia energetickej účinnosti. Pri testovaní sa práve štruktúrovaná vrstva polyméru stala „vzájomnou elektródou“ pre TENG a solárny panel. Vďaka tomu je možné viesť energiu medzi týmito dvomi zariadeniami v momente, keď dažďové kvapky dopadnú na panel a zapríčinia, že medzi jednotlivými vrstvami dôjde ku kontaktu. Skutočnosť, že obe vrchné vrstvy sú priehľadné umožňujú zachytávať slnečné svetlo, aj keď nie v takom objeme, ako je to pri solárnych článkoch bez akejkoľvek vrchnej vrstvy.

Ďalšou výzvou bolo zvýšiť množstvo elektrickej energie, ktorú sú schopné články vytvoriť, aby sa stali komerčne a spotrebiteľsky zaujímavé. Najdôležitejším krokom je fakt, že tento koncept naozaj funguje, a to aj v prípade, že by sa z dažďových kvapiek vytvorilo len malé množstvo elektrickej energie, čo je koniec koncov vždy lepšie ako nič.

Zobraziť celú galériu (6)

zdroj: unsplash.com

Vedci sa tejto myšlienke venovali už aj v minulosti, a to konkrétne v roku 2016 na univerzite Ocean v Číne, kde dokázali generovať elektrickú energiu z dažďových kvapiek padajúcich na solárne panely a to pridaním extra grafénovej vrstvy. Oddelené kladne nabité ióny v slanej dažďovej vode dokázali vedci spojiť s grafénom – v podstate vznikli dve vrstvy s rôznou úrovňou energie, ktoré následne produkovali elektrický prúd.

Hlavou nevýhodou je problém vygenerovať dostatok elektrickej energie tak, aby to fungovalo aj „mimo laboratória“. Napriek tomu sme pravdepodobne stále bližšie a bližšie k solárnym panelom, ktoré nebudú 100 % závisle len na slnečných lúčoch.

A tou najväčšou výhodou sa javí byť úplne jednoduchý fakt, a síce to, že prší aj v noci. Vďaka tomu by sme mohli cez deň produkovať elektrickú energiu nepretržite zo slnečného žiarenia (poprípade dažďa) a v noci v prípade dažďových zrážok ďalšie obrovské množstvo obnoviteľnej energie.

zdroj: sciencealert.com; pubs.acs.org