Japonsko prichádza s prelomovým riešením v oblasti obnoviteľnej energie, ktoré by mohlo úplne zmeniť doterajší spôsob výroby elektriny zo slnka. Vedci predstavili nový typ solárnych panelov, ktoré namiesto klasického kremíka využívajú titán a selén. Výsledkom je výkonnosť, ktorá je až tisíckrát vyššia než pri bežných paneloch.

Výskum bol publikovaný v odbornom časopise Solar Energy Materials and Solar Cells a vedci veria, že by mohol odštartovať úplne novú éru solárnej energie – s nižšími nákladmi, vyšším výkonom a lepšou dostupnosťou. Na túto technológiu upozornil portál MyElectricSparks.

ChatGPT

Nové materiály

Základom tejto technológie sú fotovoltické články vytvorené z vrstiev oxidu titaničitého a selénu. Japonským vedcom sa podarilo vylepšiť väzbu medzi týmito materiálmi tak, že dokážu premieňať slnečné žiarenie na elektrickú energiu s oveľa vyššou účinnosťou než klasické kremíkové panely. To znamená, že dokážu vyrobiť výrazne viac energie zo slnka bez toho, aby zaberali viac priestoru.

Titán ako materiál pritom nie je vo vede ničím novým – je známy svojou pevnosťou a odolnosťou voči korózii, čo z neho robí obľúbený prvok v letectve či medicíne. Doteraz však jeho vysoká cena bránila širšiemu využitiu. No aj v tomto smere prichádza pozitívna správa – tím výskumníkov z Tokijskej univerzity totiž vyvinul nový spôsob, ako titán získavať lacnejšie.

V štúdii publikovanej v prestížnom časopise Nature Communications popísali vedci metódu, ktorá znižuje výrobné náklady titánu vďaka použitiu kovov vzácnych zemín. Vedúci výskumu Toru H. Okabe vysvetlil, že zatiaľ čo kovy ako železo či hliník sa dajú vyrábať lacno vo veľkom množstve, titán bol vždy nákladný práve kvôli zložitému procesu odstraňovania kyslíka z rudy. Nová technika však dosahuje čistotu až 0,02 % obsahu kyslíka, čo zásadne znižuje cenu suroviny.

Kľúčovým prvkom v tomto procese je ytrium – kov vzácnych zemín, ktorý sa využíva napríklad v LED technológiách alebo supravodičoch. Vedci zistili, že pri reakcii roztaveného titánu s ytriom vzniká tuhý titánový zliatinový materiál s nízkym obsahom kyslíka. Výsledkom je efektívnejšia a lacnejšia výroba.

Menšou nevýhodou však je, že zliatina obsahuje približne 1 % ytria, čo môže mierne ovplyvniť jej odolnosť a koróznu stabilitu. Výskumníci sa preto teraz snažia nájsť riešenie, ktoré by tento problém eliminovalo, no zároveň si zachovalo nízku cenu. Ak sa to podarí, otvoria sa dvere pre ešte širšie využitie titánu – nielen v solárnej energetike, ale aj v elektronike či vesmírnych technológiách.

Výkonnejšia a dostupnejšia technológia

Význam tejto inovácie je obrovský. Kým kremíkové panely majú svoje obmedzenia v efektivite premeny energie, titánovo-selenové články by mohli tieto hranice prekročiť. Vďaka pokročilým materiálom a výrobným postupom dokážu generovať omnoho viac energie z rovnakého množstva slnečného žiarenia.

A čo je ešte dôležitejšie, vďaka lacnejšiemu titánu by mohla byť táto technológia nielen výkonnejšia, ale aj cenovo dostupnejšia. To by mohlo výrazne urýchliť prechod k čistejším zdrojom energie a znížiť závislosť od fosílnych palív.

Hoci výskum ešte čelí niekoľkým technickým výzvam, výhľad do budúcnosti je jasný – extrémne účinné, lacnejšie a odolnejšie solárne panely by mohli čoskoro zmeniť náš prístup k obnoviteľnej energii na celom svete.

Čítajte viac z kategórie: Ekológia