Nauka może podwoić dywidendę słoneczną

Nauka może podwoić dywidendę słonecznąv

Światło słoneczne może wytwarzać znacznie więcej energii dzięki nowej technologii. Zdjęcie: Marty Finney Unsplash

Badacze znaleźli trzy nowe sposoby podwojenia dywidendy słonecznej, dzięki czemu słońce pracuje ciężej i zapewnia więcej energii odnawialnej.

Nowy, półprzezroczysty materiał wykonany z niewiele więcej niż krzemionki i powietrza może podwoić dywidendę słoneczną, zbierając ciepło słoneczne i podniesienie temperatury do 200 ° C, dostarczając nowe sposoby ogrzewania domów lub zasilania procesów przemysłowych.

Inni badacze w tym samym amerykańskim mieście uważają, że mogą być na dobrej drodze do dostarczenia znacznie większej ilości energii elektrycznej z ogniw słonecznych. Znaleźli sposób, aby pojedynczy foton światła wyparł nie jeden elektron, ale dwa.

Trzeci zespół w Arabii Saudyjskiej wykazał teraz, że ich układy słoneczne mogą nie tylko wytwarzać energię elektryczną: mogą również zamień wodę morską w świeżą wodę pitną w tym samym czasie.

Wszystkie trzy technologie są na etapie laboratoryjnym. Wszystkie trzy są dalekie od komercyjnego wykorzystania na dowolną skalę. Ale wszystkie trzy są również demonstracją niezwykłej pomysłowości i wyobraźni podczas pracy w laboratoriach na świecie, gdy naukowcy szukają nowych sposobów rozwiązania problemu energetycznego świata bezemisyjnego i dostarczenia większej mocy bez podwyższania temperatur planet do niebezpiecznego poziomu.

Naukowcy pracowali nad sposobami zamień dwutlenek węgla z powrotem w paliwo, do ciepłe i jasne domy z przezroczystym drewnem, do generować energię ze śladów i zbierać energię elektryczną z parowania.

Zryw słoneczny

Wszystkie trzy najnowsze zwroty wykorzystują światło słoneczne na różne sposoby i wykorzystują nowe materiały, aby podnieść poziom wydajności.

Naukowcy z raportu Massachusetts Institute of Technology w czasopiśmie American Chemical Society ACS Nano opracowali materiał izolacyjny, który jest półprzezroczysty w 95.

Aerożel to piana wykonana z krzemionki i trzymana razem nie z wodą, ale z powietrzem. Te niezwykłe tkaniny istnieją już od dziesięcioleci - amerykańska agencja kosmiczna Nasa eksperymentuje z nimi - i chociaż te nieprawdopodobne struktury mają nieporównywalne właściwości izolacyjne, do tej pory miały ograniczoną przezroczystość.

Naukowcy opracowali wersję tak lekką i tak przejrzystą, że jest prawie niewidoczna. Światło przedostaje się i wytwarza ciepło - ale ciepło nie może uciec i gromadzi się w pasywnym systemie kolektorów słonecznych wykonanym z ciemnego, pochłaniającego światło materiału. Urządzenie testowe na dachu budynków MIT podczas mroźnej zimy w Massachusetts zdołało podnieść temperaturę 220 ° C.

Łamacz zasad

Inni naukowcy z tej samej instytucji informują w czasopiśmie Natura ich nowe, w pełni operacyjne ogniwo słoneczne wydaje się łamać jedną z zasad fizyki: do tej pory każde konwencjonalne ogniwo słoneczne na bazie krzemu było ograniczone prostą arytmetyką. Potrzeba jednego fotonu światła, aby wyprzeć jeden elektron i ustawić prąd.

Z tego powodu maksymalna teoretyczna sprawność ogniwa słonecznego wynosi 29.1%. Ale wyspecjalizowany zespół w MIT eksperymentował z nową klasą materiałów zwanych ekscytonami, tkaninami, które istnieją w stanie podekscytowania i pozwalają na propagowanie, łączenie lub dzielenie pakietów energii.

W najnowszych eksperymentach powłoka z materiału wyjściowego, o grubości zaledwie 10 miliardowych części metra, komórki krzemowej pochłania foton światła, tworząc ekscyton, który następnie dzieli się na dwa kolejne.

Przełom w badaniach wydaje się prosty, ale od lat zajmują naukowców z MIT, zanim znaleźli sposób na przeniesienie dodatkowej energii do krzemowego ogniwa słonecznego i wprawienie w ruch dwóch elektronów z jednego pakietu światła słonecznego.

„Ta strategia… może przekształcić elektrownię z innego odbiorcy wody w producenta świeżej wody”

Teoretycznie nowa turbodoładowana powierzchnia mogłaby podnieść maksymalną wydajność ogniwa słonecznego do wartości przekraczającej 35%. W praktyce komercyjne zastosowanie może trwać wiele lat.

Ale zespół z Uniwersytetu Nauki i Technologii Króla Abdullaha w Arabii Saudyjskiej połączył ogniwa fotowoltaiczne z zaawansowaną technologią membranową, aby rozwiązać dwa problemy jednocześnie.

Wytwarzanie energii jest procesem zachłannym dla wody: w Europie i USA połowa zużycia wody służy produkcji energii. Odsalanie - destylacja świeżej wody z solanki - jest operacją wymagającą dużej mocy. W krajach arabskich ponad 15% całkowitej krajowej energii elektrycznej jest zużywane przez przemysł słodkiej wody.

Raport zespołu z Arabii Saudyjskiej w Nature Communications że udało im się połączyć dwie technologie zasilane energią słoneczną w jednej operacji.

Wykorzystanie ciepła

Zaprojektowali trójstopniową jednostkę do destylacji membranowej zamontowaną z tyłu panelu fotowoltaicznego tak, aby ciepło normalnie rozpraszane przez panel służyło do odparowywania wody. Urządzenie ma taką samą wydajność jak komercyjne ogniwo słoneczne, ale wytwarza czystą wodę szybciej niż większość istniejących urządzeń. Sztuczka polega na wykorzystaniu ciepła, które normalnie marnuje się w procesie wytwarzania energii fotowoltaicznej, do napędzania energochłonnego sposobu zwiększenia zaopatrzenia w świeżą wodę.

Według 2025, naukowcy twierdzą, że świat będzie generował gigawaty 969 z ogniw fotowoltaicznych rozmieszczonych na powierzchni 4 miliardów metrów kwadratowych. Zakładają, że każdego roku będą dni 200 przy odpowiednim poziomie nasłonecznienia. Robią to, co nazywają konserwatywnym założeniem, że ich nowe tablice mogą dostarczać świeżą wodę ze słonawej wody, ścieków lub wody morskiej w tempie 5 kilogramów na metr kwadratowy dziennie.

W miejscach, w których zaopatrzenie w wodę nie stanowi problemu, nadwyżkę wody można wykorzystać do zmywania pyłu z paneli słonecznych lub nawadniania upraw. Gdyby wszystkie te układy słoneczne były wyposażone w nowy podkład membranowy, mogłyby one produkować miliard metrów sześciennych świeżej wody dziennie. To jest 4% całkowitej wody pitnej połkniętej w 10.

Według naukowców strategia ta może „przekształcić elektrownię z innego odbiorcy wody w producenta słodkiej wody”. - Sieć wiadomości klimatycznych

O autorze

Tim Radford, niezależny dziennikarzTim Radford jest niezależnym dziennikarzem. Pracował dla The Guardian od lat 32, stając się (między innymi) redaktorem listów, redaktorem artystycznym, redaktorem literackim i redaktorem naukowym. Wygrał Association of British Science Writers nagroda dla pisarza roku czterokrotnie. Służył w brytyjskim komitecie ds Międzynarodowa Dekada na rzecz ograniczenia klęsk żywiołowych. Wykładał o nauce i mediach w kilkudziesięciu miastach brytyjskich i zagranicznych. 

Nauka, która zmieniła świat: Nieopowiedziana historia drugiej rewolucji 1960Zarezerwuj tego autora:

Nauka, która zmieniła świat: Nieopowiedziana historia drugiej rewolucji 1960
Tim Radford.

Kliknij tutaj, aby uzyskać więcej informacji i / lub zamówić tę książkę na Amazon. (Książka Kindle)

Artykuł ukazał się pierwotnie w sieci wiadomości klimatycznych

Powiązane książki

Awaria: najbardziej kompleksowy plan, jaki kiedykolwiek zaproponowano, aby odwrócić globalne ocieplenie

autorstwa Paula Hawkena i Toma Steyera
9780143130444W obliczu powszechnego strachu i apatii międzynarodowa koalicja naukowców, profesjonalistów i naukowców połączyła się, aby zaoferować zestaw realistycznych i odważnych rozwiązań w zakresie zmian klimatu. Opisano tutaj sto technik i praktyk - niektóre są dobrze znane; niektóre, o których być może nigdy nie słyszałeś. Obejmują one od czystej energii po edukację dziewcząt w krajach o niższych dochodach po praktyki użytkowania gruntów, które wyciągają węgiel z powietrza. Rozwiązania istnieją, są ekonomicznie opłacalne, a społeczności na całym świecie obecnie wdrażają je z umiejętnościami i determinacją. Dostępne na Amazon

Projektowanie rozwiązań klimatycznych: Przewodnik polityczny dotyczący energii niskoemisyjnej

przez Hal Harvey, Robbie Orvis, Jeffrey Rissman
1610919564Ponieważ skutki zmiany klimatu już dotykają nas, potrzeba ograniczenia globalnych emisji gazów cieplarnianych jest pilna. To trudne wyzwanie, ale technologie i strategie pozwalające mu sprostać istnieją już dzisiaj. Niewielki zestaw polityk energetycznych, dobrze zaprojektowanych i wdrożonych, może skierować nas na ścieżkę do przyszłości niskoemisyjnej. Systemy energetyczne są duże i złożone, dlatego polityka energetyczna musi być ukierunkowana i opłacalna. Podejście uniwersalne po prostu nie spełni swojego zadania. Decydenci potrzebują jasnych, kompleksowych zasobów, które nakreślą polityki energetyczne, które będą miały największy wpływ na naszą przyszłość klimatyczną, oraz opisują, jak dobrze zaprojektować te polityki. Dostępne na Amazon

To zmienia wszystko: kapitalizm kontra klimat

autor: Naomi Klein
1451697392In To wszystko zmienia Naomi Klein twierdzi, że zmiany klimatu to nie tylko kolejna kwestia, którą należy starannie uporządkować między podatkami a opieką zdrowotną. Jest to alarm, który wzywa nas do naprawienia systemu gospodarczego, który już pod wieloma względami zawodzi. Klein skrupulatnie opowiada się za tym, jak ogromne zmniejszenie naszej emisji gazów cieplarnianych jest naszą najlepszą szansą na jednoczesne zmniejszenie rozbieżnych nierówności, ponowne wyobrażenie sobie naszych złamanych demokracji i odbudowę wypatroszonych lokalnych gospodarek. Obnaża ideologiczną desperację negacjonistów zmian klimatu, mesjanistyczne złudzenia niedoszłych geoinżynierów oraz tragiczny defetyzm zbyt wielu głównych inicjatyw ekologicznych. I dokładnie pokazuje, dlaczego rynek nie - i nie może - naprawić kryzysu klimatycznego, ale pogorszy sytuację, wprowadzając coraz bardziej ekstremalne i niszczące ekologicznie metody wydobycia, któremu towarzyszy szalony kapitalizm katastroficzny. Dostępne na Amazon

Od wydawcy:
Zakupy na Amazon iść na pokrycie kosztów przynoszą InnerSelf.comelf.com, MightyNatural.com, i ClimateImpactNews.com bez kosztów i bez reklamodawców śledzących twoje nawyki przeglądania. Nawet jeśli klikniesz link, ale nie kupisz tych wybranych produktów, wszystko, co kupisz podczas tej samej wizyty w Amazon, płaci nam niewielką prowizję. Nie ponosisz żadnych dodatkowych kosztów, więc proszę przyczynić się do wysiłku. Możesz też skorzystaj z tego linku do korzystania z Amazon w dowolnym momencie, aby pomóc wesprzeć nasze wysiłki.

 

enafarzh-CNzh-TWdanltlfifrdeiwhihuiditjakomsnofaplptruesswsvthtrukurvi

śledź InnerSelf na

facebook iconikona twittericon youtubeikona instagramikona kuflaikona rss

 Otrzymuj najnowsze wiadomości e-mail

Tygodnik Codzienna inspiracja

NAJNOWSZE FILMY

Rozpoczęła się wielka migracja klimatyczna
Rozpoczęła się wielka migracja klimatyczna
by Super Użytkownik
Kryzys klimatyczny zmusza tysiące ludzi na całym świecie do ucieczki, ponieważ ich domy stają się coraz bardziej niezdatne do zamieszkania.
Ostatnia epoka lodowcowa mówi nam, dlaczego musimy dbać o zmianę temperatury o 2 ℃
Ostatnia epoka lodowcowa mówi nam, dlaczego musimy dbać o zmianę temperatury o 2 ℃
by Alan N Williams i in
W najnowszym raporcie Międzyrządowego Zespołu ds. Zmian Klimatu (IPCC) stwierdzono, że bez znaczącego spadku…
Ziemia nadawała się do zamieszkania przez miliardy lat - dokładnie, jakie szczęście nam się poszczęściło?
Ziemia nadawała się do zamieszkania przez miliardy lat - dokładnie, jakie szczęście nam się poszczęściło?
by Toby'ego Tyrrella
Stworzenie Homo sapiens zajęło ewolucji 3-4 miliardy lat. Gdyby klimat zawiódł tylko raz w tym…
Jak tworzenie map pogody sprzed 12,000 XNUMX lat może pomóc przewidzieć przyszłe zmiany klimatu
Jak tworzenie map pogody sprzed 12,000 XNUMX lat może pomóc przewidzieć przyszłe zmiany klimatu
by Brice Rea , , , , , , , , , ,, ,, ,, ,, ,, ,, ,, ,, ,, ,, ,, ,, ,, ,, ,, ,, ,, ,, ,, ,, ,, ,, ,, ,, ,, ,, ,
Koniec ostatniej epoki lodowcowej, około 12,000 XNUMX lat temu, charakteryzował się końcową fazą zimna zwaną młodszymi dryasami.…
Morze Kaspijskie spadnie w tym stuleciu o 9 metrów lub więcej
Morze Kaspijskie spadnie w tym stuleciu o 9 metrów lub więcej
by Frank Wesselingh i Matteo Lattuada
Wyobraź sobie, że jesteś na wybrzeżu i spoglądasz na morze. Przed tobą 100 metrów jałowego piasku, który wygląda jak…
Wenus była kiedyś bardziej podobna do Ziemi, ale zmiany klimatu sprawiły, że nie nadawała się do zamieszkania
Wenus była kiedyś bardziej podobna do Ziemi, ale zmiany klimatu sprawiły, że nie nadawała się do zamieszkania
by Richard Ernst
O zmianach klimatu możemy się wiele nauczyć od Wenus, naszej siostrzanej planety. Wenus ma obecnie temperaturę powierzchni…
Pięć niewiary klimatycznych: przyspieszony kurs dezinformacji klimatycznej
Pięć niewiary klimatycznych: szybki kurs dezinformacji klimatycznej
by John Cook
Ten film to przyspieszony kurs dezinformacji klimatycznej, podsumowujący kluczowe argumenty użyte do poddania w wątpliwość rzeczywistości…
Arktyka nie była tak ciepła od 3 milionów lat, co oznacza duże zmiany dla planety
Arktyka nie była tak ciepła od 3 milionów lat, co oznacza duże zmiany dla planety
by Julie Brigham-Grette i Steve Petsch
Każdego roku pokrywa lodu morskiego w Oceanie Arktycznym kurczy się do najniższego poziomu w połowie września. W tym roku mierzy zaledwie 1.44…

NAJNOWSZE ARTYKUŁY

zielona energia2 3
Cztery możliwości zielonego wodoru dla Środkowego Zachodu
by Chrześcijański Tae
Aby zapobiec kryzysowi klimatycznemu, Środkowy Zachód, podobnie jak reszta kraju, będzie musiał całkowicie zdekarbonizować swoją gospodarkę do…
ug83qrfw
Główna bariera w odpowiedzi na zapotrzebowanie musi się skończyć
by John Moore, Na Ziemi
Jeśli federalne organy regulacyjne postąpią właściwie, odbiorcy energii elektrycznej na Środkowym Zachodzie mogą wkrótce zacząć zarabiać, podczas gdy…
drzewa do sadzenia dla klimatu2
Posadź te drzewa, aby poprawić życie w mieście
by Mike Williams-Rice
Nowe badanie ustala, że ​​żywe dęby i amerykańskie jawory są mistrzami wśród 17 „superdrzew”, które pomogą uczynić miasta…
dno morza północnego
Dlaczego musimy zrozumieć geologię dna morskiego, aby wykorzystać wiatry?
by Natasha Barlow, profesor nadzwyczajny czwartorzędowej zmiany środowiska, Uniwersytet w Leeds
Dla każdego kraju obdarzonego łatwym dostępem do płytkiego i wietrznego Morza Północnego, morski wiatr będzie kluczem do spełnienia sieci…
3 lekcje pożarów dla miast leśnych, gdy Dixie Fire niszczy historyczne Greenville w Kalifornii
3 lekcje pożarów dla miast leśnych, gdy Dixie Fire niszczy historyczne Greenville w Kalifornii
by Bart Johnson, profesor architektury krajobrazu, University of Oregon
Pożar płonący w gorącym, suchym górskim lesie przetoczył się przez miasto Gold Rush w Greenville w Kalifornii, 4 sierpnia…
Chiny mogą osiągnąć cele energetyczne i klimatyczne, ograniczając energetykę węglową
Chiny mogą osiągnąć cele energetyczne i klimatyczne, ograniczając energetykę węglową
by Alvin Lin
Na kwietniowym Szczycie Klimatycznym przywódców Xi Jinping obiecał, że Chiny będą „ściśle kontrolować energetykę węglową…
Niebieska woda otoczona martwą białą trawą
Mapa śledzi 30 lat ekstremalnego topnienia śniegu w USA
by Mikayla Mace-Arizona
Nowa mapa ekstremalnych zjawisk topnienia śniegu w ciągu ostatnich 30 lat wyjaśnia procesy, które prowadzą do szybkiego topnienia.
Samolot zrzuca czerwony środek ogniochronny na pożar lasu, gdy strażacy zaparkowani wzdłuż drogi patrzą w pomarańczowe niebo
Model przewiduje 10-letni wybuch pożaru, a następnie stopniowy spadek
by Hannah Hickey-U. Waszyngton
Spojrzenie na długoterminową przyszłość pożarów przewiduje początkowy, mniej więcej dekadowy wybuch aktywności pożarów…

 Otrzymuj najnowsze wiadomości e-mail

Tygodnik Codzienna inspiracja

Nowe postawy - nowe możliwości

InnerSelf.comClimateImpactNews.com | InnerPower.net
MightyNatural.com | WholisticPolitics.pl | Rynek wewnętrzny
Copyright © 1985 - Publikacje wewnętrzne 2021. Wszelkie prawa zastrzeżone.