3 godzin temu
Naukowcy z fińskiego Uniwersytetu w Turku dokonali przełomowego odkrycia w dziedzinie technologii ogniw słonecznych. W badaniu, którego wyniki opublikowali w czasopiśmie ACS Applied Optical Materials ujawnili, iż barwnik pozyskiwany ze skórek czerwonej cebuli może zapewnić lepszą ochronę przed promieniowaniem ultrafioletowym dla ogniw słonecznych w porównaniu z tradycyjnymi plastikowymi filtrami. Dzięki temo można znacząco zmniejszyć zależność branży od materiałów pochodzących z ropy naftowej, a jednocześnie zwiększyć wydajność systemów fotowoltaicznych.
Badania wykazały, iż folie nanocelulozowe traktowane ekstraktem ze skórek czerwonej cebuli blokują 99,9 proc. promieniowania UV do 400 nanometrów. Ten biofiltr przewyższył wydajnością komercyjny filtr UV na bazie PET, który w tej chwili stanowi standard rynkowy. Odkrycia te odpowiadają na najważniejsze wyzwanie w technologii ogniw słonecznych. Panele słoneczne zwykle ulegają degradacji na skutek stałego działania promieniowania UV, co może skutkować spadkiem ich wydajności choćby o 23 proc. w ciągu 25 lat. Tradycyjne metody ochrony opierają się na foliach na bazie ropy naftowej, takich jak polifluorek winylu i politereftalan etylenu.
Naukowcy porównywali cztery rodzaje folii ochronnych wytworzonych z nanowłókien celulozowych, z których każda została potraktowana innymi naturalnymi dodatkami: ekstraktem z czerwonej cebuli, ligniną oraz jonami żelaza. Wszystkie wykazały zdolność blokowania promieniowania UV, jednak najskuteczniejsze okazało się zastosowanie ekstraktu z czerwonej cebuli. Kluczową zaletą tego filtra jest jego zdolność do utrzymania wysokiej przepuszczalności światła przy jednoczesnym blokowaniu szkodliwego promieniowania. Folia osiągnęła ponad 80 proc. przepuszczalności światła przy długościach fal od 650 do 1 100 nanometrów, które są najważniejsze dla generowania energii elektrycznej w ogniwach słonecznych. Dla porównania, folie potraktowane ligniną, mimo swoich adekwatności pochłaniających promieniowanie UV, miały ciemnobrązowy kolor, który ograniczał przezroczystość.
Zespół badawczy poddał filtry testom naświetlania sztucznym światłem przez 1 tys. godzin, co odpowiada mniej więcej jednemu rokowi ekspozycji na zewnątrz w warunkach klimatycznych Europy Środkowej. Filtr z wyciągiem z czerwonej cebuli przez cały ten okres zachował swoje adekwatności ochronne, podczas gdy inne filtry oparte na biokomponentach wykazywały znaczną degradację w czasie. Według prognoz opartych na przyspieszonych testach starzenia, ogniwa słoneczne chronione filtrem z czerwonej cebuli mogłyby zachować wydajność przez około 8,5 tys, godzin, podczas gdy te z filtrami komercyjnymi tylko przez 1,5 tys. godzin. i
.webp)
