Vitenskapen kan doble solcelledividend

Vitenskapen kan doble solnedbyttetv

Solens lys kan produsere langt mer energi med ny teknologi. Bilde: Marty Finney på Unsplash

Forskere har funnet tre nye måter å doble utbyttet av solen på, slik at solen jobber hardere og leverer mer til fornybar økonomi.

Et nytt, gjennomskinnelig materiale laget av lite mer enn silisiumdioksyd og luft kan doble solindividet, samle solvarme og å heve temperaturene til 200 ° C, levere nye måter å varme hjem eller drive industrielle prosesser på.

Og andre forskere i den samme amerikanske byen tror de kan være i rute for å levere mye mer strøm fra solceller. De har funnet en måte å lage et enkelt foton av lys på, løsne ikke ett elektron, men to.

Et tredje lag i Saudi-Arabia har nå vist at solcelleanordningene deres ikke bare kan generere elektrisk kraft: de kan også forvandle sjøvann til ferskt drikkevann samtidig.

Alle tre teknologiene er på laboratoriefasen. Alle tre er langt fra kommersiell utnyttelse i alle målestokker. Men alle tre er også demonstrasjoner av den ekstraordinære oppfinnsomheten og fantasien på jobb i verdens laboratorier når forskere ser etter nye måter å takle energiutfordringen i en null karbonverden, og levere mer kraft uten å heve planetens temperaturer til farlige nivåer.

Forskere har arbeidet med måter å gjøre det på gjøre karbondioksid tilbake til drivstoff, Til varme og lette hjem med gjennomsiktig tre, Til generere kraft fra fotspor og til høste elektrisk energi fra fordampning.

Solenergi

Alle tre av de siste vriene utnytter sollys på forskjellige måter, og bruker nye materialer for å øke effektivitetsnivåene.

Forskere ved Massachusetts Institute of Technology rapporterer i tidsskriftet American Chemical Society ACS Nano at de har utviklet et isolerende materiale som er 95% gjennomskinnelig.

En airgel er et skum laget av silika og holdt sammen ikke med vann, men med luft. Disse bemerkelsesverdige stoffene har eksistert i flere tiår - det amerikanske romfartsbyrået Nasa har eksperimentert med dem - og selv om disse usannsynlige strukturene har makeløse isolasjonsegenskaper, har de til nå hatt begrenset åpenhet.

Forskerne har utviklet en versjon som er så lett og så tydelig at det hele er usynlig. Lys slipper gjennom og genererer varme - men varmen kan ikke slippe ut, og bygger seg opp i et passivt solfangersystem laget av mørkt, lysabsorberende materiale. En testenhet på taket av MIT-bygningene under en iskaldt vinter vinter klarte å heve temperaturene på 220 ° C.

Rulebreaker

Andre forskere ved samme institusjon rapporterer i journalen Natur at deres nye fullt operative solcelle ser ut til å bryte en av fysikkens regler: Til nå har enhver konvensjonell silisiumbasert solcelle blitt begrenset av enkel aritmetikk. Det tar ett foton lys for å løsne ett elektron og sette opp en strøm.

På grunn av dette er den maksimale teoretiske effektiviteten til en solcelle 29.1%. Men et spesialistteam hos MIT har eksperimentert med en ny klasse av materialer som kalles eksitoner, stoffer som eksisterer i begeistret tilstand, og lar pakker med energi forplante seg, kombinere eller dele opp.

Og i de siste eksperimentene absorberer det exitoniske materialbelegget, bare 10 milliarddeler av en meter i tykkelse, av en silisiumcelle et foton av lys, for å danne et eksiton som deretter deler seg i to til.

Forskningsgjennombruddet høres enkelt ut, men har holdt MIT-forskerne opptatt i mange år før de fant en måte å overføre den ekstra energien til silisiumsolcellen, og sette to elektroner i bevegelse fra en pakke med sollys.

"Denne strategien ... har potensial til å transformere et elektrisitetsproduksjonsanlegg fra ellers en vannforbruker til en ferskvannsprodusent"

Så i teorien kan den nye turboladede overflaten ta maksimal effektivitet for en solcelle til over 35%. I praksis kan kommersiell anvendelse være flere år unna.

Men et team fra King Abdullah University of Science and Technology i Saudi Arabia har koblet fotovoltaiske celler med avansert membranteknologi for å løse to problemer på en gang.

Kraftproduksjon er en vann-grådig prosess: i Europa og USA er halvparten av all vannbruk i tjeneste for energiproduksjon. Avsalting - destillasjonen av ferskvann fra saltlake - er en kraft sulten operasjon. I arabiske nasjoner forbrukes mer enn 15% av den totale nasjonale elektrisiteten av ferskvannsindustrien.

Det Saudi-baserte teamet rapporterer i Nature Communications at de har klart å kombinere to solcelledrevne teknologier i en operasjon.

Å utnytte varmen

De designet en tretrinns membrandestillasjonsenhet montert på baksiden av et solcellepanel slik at varmen som normalt ledes av panelet, brukes til å fordampe vann. Enheten har all effektiviteten til en kommersiell solcelle, men lager rent vann med en høyere hastighet enn de fleste eksisterende enheter. Trikset er å utnytte varmen som vanligvis blir kastet bort i solcelleanlegg for å drive en energikrevende måte å øke ferskvannstilførselen.

I løpet av 2025, sier forskerne, vil verden generere 969 Gigawatts fra solcelleceller spredt over 4 milliarder kvadratmeter land. De antar at det vil være 200 dager hvert år med passende sollys. De gjør det de kaller en konservativ antakelse om at deres nye matriser kunne levere ferskvann fra brakk, avfall eller sjøvann med en hastighet på 5 kilogram per kvadratmeter per dag.

På steder der vannforsyningen ikke er et problem, kan overskuddsvannet brukes til å vaske støv fra solcellepaneler eller irrigere avlinger. Hvis alle disse solarrayene utstyrt med den nye membranstøtten, kunne de også produsere 4 milliarder kubikkmeter ferskvann om dagen. Det er 10% av det totale drikkevannet som svelges i 2017.

Denne strategien, sier forskerne, har potensialet "til å transformere et elektrisitetsproduksjonsanlegg fra ellers en vannforbruker til en ferskvannsprodusent." - Climate News Network

om forfatteren

Tim Radford, frilansjournalistTim Radford er frilansjournalist. Han jobbet for The Guardian for 32 år, blir (blant annet) brevredaktør, kunstredaktør, litterær redaktør og vitenskapsredaktør. Han vant Forening av britiske vitenskapsforfattere Prisen for årets vitenskapsforfatter fire ganger. Han tjente på den britiske komiteen for Internasjonalt tiår for naturkatastroferreduksjon. Han har forelagt om vitenskap og media i dusinvis av britiske og utenlandske byer. 

Vitenskap som forandret verden: Den utrolige historien om den andre 1960s revolusjonenBok av denne forfatteren:

Vitenskap som forandret verden: Den utrolige historien om den andre 1960s revolusjonen
av Tim Radford.

Klikk her for mer info og / eller å bestille denne boken på Amazon. (Tenne bok)

Denne artikkelen ble opprinnelig vist på Climate News Network

Relaterte bøker

Drawdown: Den mest omfattende planen som noen gang har foreslått å reversere global oppvarming

av Paul Hawken og Tom Steyer
9780143130444I møte med utbredt frykt og apati har en internasjonal koalisjon av forskere, fagfolk og forskere kommet sammen for å tilby et sett av realistiske og dristige løsninger på klimaendringer. Et hundre teknikker og praksis er beskrevet her-noen er velkjente; noe du kanskje aldri har hørt om. De spenner fra ren energi til å utdanne jenter i lavinntektsland til landbrukspraksis som trekker karbon ut av luften. Løsningene eksisterer, er økonomisk levedyktige, og samfunn over hele verden for tiden anvender dem med dyktighet og besluttsomhet. Tilgjengelig på Amazon

Utforming av klimaproblemer: En retningslinje for lavkol Energi

av Hal Harvey, Robbie Orvis, Jeffrey Rissman
1610919564Med effekten av klimaendringene som allerede er over oss, er behovet for å kutte globale klimagassutslipp intet mindre enn presserende. Det er en skremmende utfordring, men teknologiene og strategiene for å møte den eksisterer i dag. Et lite sett med energipolitikk, designet og implementert godt, kan sette oss på veien mot en fremtid med lite karbon. Energisystemer er store og komplekse, så energipolitikken må være fokusert og kostnadseffektiv. En-størrelse-passer-alle-tilnærminger vil ganske enkelt ikke få jobben gjort. Politiske beslutningstakere trenger en klar, omfattende ressurs som skisserer energipolitikken som vil ha størst innvirkning på klimafremtiden vår, og beskriver hvordan vi kan utforme disse retningslinjene. Tilgjengelig på Amazon

Dette forandrer alt: kapitalisme vs klimaet

av Naomi Klein
1451697392In Dette endrer alt Naomi Klein hevder at klimaendringer ikke bare er et annet problem, som skal skjenkes nøye mellom skatt og helsevesen. Det er en alarm som kaller oss for å fikse et økonomisk system som allerede mangler oss på mange måter. Klein bygger omhyggelig saken for hvor massivt å redusere utslippene av drivhusgasser er vår beste mulighet til samtidig å redusere ulikheter i ulikhet, omdefinere våre ødelagte demokratier og gjenoppbygge våre slanke lokale økonomier. Hun avslører den ideologiske desperasjonen til klimaendringene, de rasjonelle vrangforestillinger fra de vilde geoengineers og den tragiske nederlaget av for mange grønne grenser. Og hun demonstrerer nettopp hvorfor markedet ikke har - og ikke kan løse klimakrisen, men vil i stedet gjøre ting verre, med stadig mer ekstreme og økologisk skadelige utvinningsmetoder, ledsaget av voldsomme katastrofkapitalisme. Tilgjengelig på Amazon

Fra Utgiver:
Innkjøp på Amazon går for å dekke kostnadene ved å bringe deg InnerSelf.comelf.com, MightyNatural.com, og ClimateImpactNews.com uten kostnad og uten annonsører som sporer surfevaner. Selv om du klikker på en kobling, men ikke kjøper disse utvalgte produktene, betaler alt annet du kjøper i samme besøk på Amazon oss en liten provisjon. Det er ingen ekstra kostnader for deg, så vær så snill å bidra til innsatsen. Du kan også bruk denne lenken å bruke til Amazon når som helst slik at du kan bidra til å støtte vår innsats.

 

enafarzh-CNzh-TWdanltlfifrdeiwhihuiditjakomsnofaplptruesswsvthtrukurvi

følg InnerSelf på

facebook icontwitter ikonetyoutube-ikonetinstagram ikonpintrest-ikonetrss ikon

 Få den siste via e-post

Ukentlig magasin Daglig Inspirasjon

SENESTE VIDEOER

Den store klimamigrasjonen har begynt
Den store klimamigrasjonen har begynt
by super~~POS=TRUNC
Klimakrisen tvinger tusenvis over hele verden til å flykte ettersom deres hjem blir stadig ubeboelig.
Den siste istiden forteller oss hvorfor vi trenger å bry oss om en 2 ℃ temperaturendring
Den siste istiden forteller oss hvorfor vi trenger å bry oss om en 2 ℃ temperaturendring
by Alan N Williams, et al
Den siste rapporten fra klimapanelet (IPCC) uttaler at uten vesentlig reduksjon ...
Jorden har vært beboelig i milliarder av år - nøyaktig hvor heldige vi fikk?
Jorden har vært beboelig i milliarder av år - nøyaktig hvor heldige vi fikk?
by Toby Tyrrell
Det tok evolusjon 3 eller 4 milliarder år å produsere Homo sapiens. Hvis klimaet hadde sviktet helt en gang i det ...
Hvordan kartlegging av været 12,000 XNUMX år siden kan bidra til å forutsi fremtidige klimaendringer
Hvordan kartlegging av været 12,000 XNUMX år siden kan bidra til å forutsi fremtidige klimaendringer
by Brice Rea
Slutten av den siste istiden, for rundt 12,000 år siden, var preget av en siste kald fase kalt Younger Dryas ...
Det kaspiske hav vil falle med 9 meter eller mer i løpet av dette århundret
Det kaspiske hav vil falle med 9 meter eller mer i løpet av dette århundret
by Frank Wesselingh og Matteo Lattuada
Tenk deg at du er på kysten og ser ut mot havet. Foran deg ligger 100 meter karrig sand som ser ut som en ...
Venus var nok en gang jordlignende, men klimaendringene gjorde det ubeboelig
Venus var nok en gang jordlignende, men klimaendringene gjorde det ubeboelig
by Richard Ernst
Vi kan lære mye om klimaendringer fra Venus, vår søsterplanet. Venus har for øyeblikket en overflatetemperatur på ...
Fem klimatroer: Et kollisjonskurs i feil informasjon om klima
The Five Climate Disbeliefs: A Crash Course in Climate Desinformation
by John Cook
Denne videoen er et kollisjonskurs i misinformasjon om klimaet, og oppsummerer de viktigste argumentene som brukes til å tvile på virkeligheten ...
Arktis har ikke vært så varmt i 3 millioner år, og det betyr store endringer for planeten
Arktis har ikke vært så varmt i 3 millioner år, og det betyr store endringer for planeten
by Julie Brigham-Grette og Steve Petsch
Hvert år krymper havisen i Polhavet til et lavt punkt i midten av september. I år måler den bare 1.44 ...

SISTE ARTIKLER

grønn energi2 3
Fire grønne hydrogenmuligheter for Midtvesten
by Christian Tae
For å avverge en klimakrise, må Midtvesten, som resten av landet, fullstendig dekarbonisere økonomien ved å …
ug83qrfw
Stor barriere for å kreve respons må opphøre
by John Moore, On Earth
Hvis føderale regulatorer gjør det rette, kan strømkunder over hele Midtvesten snart kunne tjene penger mens ...
trær å plante for klima2
Plant disse trærne for å forbedre bylivet
by Mike Williams-Rice
En ny studie fastslår levende eik og amerikanske plataner som mestere blant 17 "supertrær" som vil bidra til å gjøre byer...
havbunnen i nord
Hvorfor vi må forstå havbunnsgeologi for å utnytte vindene
by Natasha Barlow, førsteamanuensis i kvartær miljøendring, University of Leeds
For ethvert land som er velsignet med enkel tilgang til det grunne og vindfulle Nordsjøen, vil havvind være nøkkelen til å møte nett...
3 brannleksjoner for skogbyer da Dixie Fire ødelegger historiske Greenville, California
3 brannleksjoner for skogbyer da Dixie Fire ødelegger historiske Greenville, California
by Bart Johnson, professor i landskapsarkitektur, University of Oregon
Et brann som brenner i varm, tørr fjellskog feide gjennom Gold Rush -byen Greenville, California, 4. august,…
Kina kan møte energi- og klimamål som begrenser kullkraften
Kina kan møte energi- og klimamål som begrenser kullkraften
by Alvin Lin
På Leader's Climate Summit i april lovet Xi Jinping at Kina strengt vil kontrollere kullkraft ...
Blått vann omgitt av dødt hvitt gress
Kart viser 30 års ekstrem snøsmelting i USA
by Mikayla Mace-Arizona
Et nytt kart over ekstreme snøsmeltingshendelser de siste 30 årene tydeliggjør prosessene som driver rask smelting.
Et fly slipper rød brannhemmende over på en skogbrann mens brannmenn parkert langs en vei ser opp i den oransje himmelen
Modellen spår 10-års brannskudd, deretter gradvis tilbakegang
by Hannah Hickey-U. Washington
En titt på den langsiktige fremtiden for skogsbranner forutsier en innledende omtrent tiår lang brannaktivitet,…

 Få den siste via e-post

Ukentlig magasin Daglig Inspirasjon

Nye holdninger - Nye muligheter

InnerSelf.comClimateImpactNews.com | InnerPower.net
MightyNatural.com | WholisticPolitics.com | InnerSelf Market
Copyright © 1985 - 2021 InnerSelf Publikasjoner. Alle rettigheter reservert.