Önmagukat összerakó napelemeket fejleszt az MIT
2010. szeptember 8. 20:45, szerda
A hagyományos napelemek egyik problémája, hogy a napsugarak tönkreteszik a fénysugárzást elektromos energiává alakító anyagaikat, fokozatosan csökkentve a cellák teljesítményét. Ugyanez a jelenség a növényeknél is fennáll, a természet azonban egy érdekes stratégiát dolgozott ki a probléma megoldására.

A fényt foglyul ejtő molekulák folyamatosan lebomlanak, majd a semmiből újra összeállnak, így a növények napenergia-gyűjtő szerkezetei gyakorlatilag mindig újak és optimális teljesítményt nyújtanak. Az MIT tudósai megirigyelték a természet megoldását és sikeresen lemásolták a folyamat egyik kulcs mozzanatát. Michael Strano és csapata a Nature Chemistry szaklapban számolt be az önmaguk ismétlődő gyors lebontására és összerakására képes mesterséges fotovoltaikus molekulák megalkotásáról.

"Lenyűgözött a növényi sejtek rendkívül hatékony javító mechanizmusa" - mondta Strano. "A legerősebb nyári napfényben egy falevél 45 percenként újrahasznosítja proteinjeit, mégis egy statikus napelemként tekinthetünk rá." A növények fotoszintézisében az oxigén egy, a napfény által előállított reaktív formája okozza a proteinek lebomlását, amik azonban gyorsan újra is épülnek, hogy újraindulhasson a folyamat. Mindez a fotoszintézist végző kloroplasztiszoknak nevezett sejtszervecskékben megy végbe, amik minden növényi sejtben jelen vannak. "A kloroplasztisz egy elképesztő gépezet, ami széndioxidot fogyaszt és a fény felhasználásával glükózt termel" - mondta Strano.


A kísérleti eszköz. Az üveg hengerben
helyezkedik el az önmagát összerakó
molekulák keveréke
A folyamat imitálásához a kutatók szintetikus molekulákat, úgynevezett foszfolipideket hoztak létre, amik korongokat alkottak. Ezek a korongok foglalják szerkezetbe a fényre reagáló molekulákat, a kapott szerkezetek, a reakció-központok pedig elektronokat bocsátanak ki a fényrészecskék becsapódásakor. A korongokat egy oldatban helyezték el, amiben szén nanocsövekhez kapcsolódtak. A nanocsövek egységes elrendezésben tartják a foszfolipid korongokat, így a reakció-központok egyszerre vannak kitéve a napfénynek, miközben vezetékként viselkedve összegyűjtik és elvezetik a reaktív molekulák által felszabadított elektronokat.

A rendszer hét különböző alkotóelemből, köztük a már említett szén nanocsövekből, a foszfolipidekből, valamint a reakció-központokat felépítő proteinekből áll. Ezek megfelelő körülmények között spontán összerakják magukat egy elektromos áramot termelő fénygyűjtő szerkezetté. Amikor egy a felületi feszültséget csökkentő, felületaktív anyagot adnak az elegyhez, a hét összetevő egy folyékony oldatot képezve szétválik, majd amikor egy membrán segítségével eltávolítják a felületaktív anyagot, az alkotóelemek önkéntelenül újra egy tökéletes, megújult fotocellává állnak össze.

A prototípusban 14 órán át futtatták ciklikusan a szétbomlás és összeállás folyamatát, hatékonyságvesztés nélkül. "Alapvetően egy olyan trükköt utánoztunk, amit a természet évmilliók során fedezett fel: a visszafordíthatóságot, a szétbontás és újra összerakás képességét" - magyarázta Strano. Szerinte a szerkezetek elméleti hatékonysága megközelítené a 100 százalékot, azonban az eddig elvégzett kísérletekben alacsony volt a szerkezetek oldatbeli koncentrációja, így az adott felületen termelt elektromosság mennyisége is egészen minimális volt. A csapat most a koncentráció növelésén dolgozik.
Kapcsolódó linkek
Megosztás
  •  
  •  
  •  
  •  
  •  
  •  
  •  
  •  
  •  
  •  
  •  
  •  
  •  
  •  
  •  
  •  
  •  
  •  
  •  
 

IT/Tech, Hardver
Tudomány, Mobil, Film, Játék
Hirdetés



Hozzászólások
A témához csak regisztrált és bejelentkezett látogatók szólhatnak hozzá!
Bejelentkezéshez klikk ide
(Regisztráció a fórum nyitóoldalán)
2010. szept. 14. 08:07 | galéria | válasz | #39
Az összes területet meg hiába akarod lefedni, ha nincs mivel. Tudod te, hogy mennyi napelemet gyárottak eddig összsen a világon? Ha megszázszoroznád a teljesítményt akkor is évszázadok kelleneének, hogy 100% hatásfok és rendelkezésre állás mellett csak Európát ellásd energiával. Ja, és ehhez a sivatag kellős közepérekellene tenni.

Bármilyen meglepő ott is van felhő néha, de éjszaka mindig. Pont akkor, mint itt. A távolság és a semmi közepén levőség "enyhe" problémák. Az elemek öregedése smafu?

A napeneregia vicc globális energetikai szinten. Ott rúg labdába, ahol nincs hálózat, de süt a nap. Kutatóállomások, expedíciók és a világűr. Globális áramtermelésben való komoly részvétele sci fi, nem valóság.
2010. szept. 14. 08:04 | galéria | válasz | #38
Sajnos az eleje nem igaz amit írsz, mert nagy távolságon iszonyatosak a szállítási veszteségek. Még 1-2 időza távban estleg lehet betáplálni, de ez sem igazán megy. Ergo nem tudod a termelést a fogyasztási igények megkeresésével erősen kompenzálni...

Az atomerőműveknél meg ne Csernobillal gyere. Ahhoz hasonló baleset bekövetkezése fizikai lehehetetlenség, mert az összes 2. gen. reaktor úgy van felépítve, hogy fizikai törvények gátolják ezt. Emberre veszélyes sugárdózis reaktor épületből - Csernobilt leszámítva - soha nem került még ki.

Viszonyításképpen. Egy nyamvadt kb. 20 MW-os biomassza erőmű éves fűtőanyag igénye 200 ezer tonna. Ez Paks 100 órai teljesítménye kb. Na ezért kell ekkora anyagot megmozgatni. Vicc az egész...
2010. szept. 13. 21:48 | válasz | #37
@Molnibalage

nem erted a lenyeget, ha a halozat egesz kontinensre kapcsolodik, es az egesz kontinensen hasznaljak(ertsd tobb idozona) akkor nem kell a tarolassal veszodni, mert vlhol ugy is hasznaljak a halozatot, es azzal sem h taplaljanak bele, mert vlhol sut a nap, senki sem allitja azt h mai technologiaval kivalthatok az eromuvek, viszont annyi biztos h lehetne mersekelni a kihasznaltsagot, es nem kellene nalunk a muhi atomeromuhoz blokkokat epitgetni meg felujtgatni, teny h az atomenergia tisztabb mint a tobbi hoeromu, de ha vlmi gebasz van az kicsit fajdalmasabb... es ha nem foglalkoznak a zold eroforrasok fejlesztesevel mindig is alacsony hatasfoku rendszerek lesznek, amig nem kell atallni mas modszerre addig azt fogjak folytatni amit eddig, de ha nem lesz mar mit elegetni meg nem lesz hova rakni a sok sugarzo hulladekot akkor lesz szukse a napelemekre, ar-apaly generatorokra, vizeromuvekre, szeleromuvekre

nem CSAK napelemet lehet hasznalni, de ha az osszes lakatlan teruletet lefednenk tutira nem kellene mas energia forras...
2010. szept. 13. 15:43 | galéria | válasz | #36
Múlt időben beszélek róla... Az elköltött pénzt elköltötték és a nagy erőművek rángatása meg az élettartamukat gyepálja.

Az amit ma "zöld energia" néven művelnek nagyrészt egy rossz vicc és humbug...
2010. szept. 12. 23:55 | válasz | #35
Nem kell feltételes módban beszélned róla, már létezik a dolog.
2010. szept. 12. 22:49 | galéria | válasz | #34
Igen. És? A mai akkumlátorok kapacitása vicckategóriás. A sci meg utópista akksifejlesztések nem érekelnek. A láthatáron nincs olyan akkuckapacitás amivel emberi áron csak 1,5 GWh termelés eltárolható lenne. Ez Paks kb. 50 perces termelése. Ez a világ energetikai szintjén vicckategóriás mennyiség.
2010. szept. 12. 22:47 | galéria | válasz | #33
Télen napenergiával fűteni? Ezt viccnek szántad?
2010. szept. 12. 22:42 | galéria | válasz | #32
És visszatápláláskor szerinted nem rángatnak már erőművet? De... Annak kialakítása meg szintén pénzbe került.
Sir Ny  
2010. szept. 12. 19:40 | válasz | #31
Akkumulátorról hallottál már?
2010. szept. 11. 21:09 | válasz | #30
Magyarországon nem éri még meg igazán, de Ausztráliában, ahol több a napsütés, kb. 15 év alatt megtérül.
2010. szept. 11. 19:46 | válasz | #29
Az a 60-80 jó lesz 20-30-nak is... a mindenki, meg inkább a lakók nagy része. Aztán meg visszatáplálás(nyáron nappal megtermelik az üres házak az irodai légkondik által felzabált áramot). Aztán nappal lehet felmelegíteni az esti fürdéskor/zuhanyzáskor felhasznált vizet, reggel szintén be lehet kapcsolni a mosógépet.
Nappal jól be lehet fűteni télen, vagy nyáron hűteni a napenergiával, hogy este kellemes hőmérsékletre érjünk haza.
Remélhetőleg az olyan munkát végző emberek és végeztető cégek rájönnek, hogy nincs értelme munkába járni, otthonról is lehet, na akkor már megint csak használható a nap.
2010. szept. 11. 18:18 | válasz | #28
de mivel a hazad halozatba van kotve, es a munkahelyeken viszont 6-6 kpozott hasznalnak aramot ezert te azt belevezetheted a halozatba amit leszamolhat a szolgaltato ahoy Juszufka irja, sztem van ertelme, meg jo dolog is, csak hat 100-150 ev mire visszahozza az arat a napelem meg igy is:D
2010. szept. 10. 22:20 | válasz | #27
a mai legfejletteb nanotechnológiás napelemek hatásfoka 48 százalék
nem 100% mint amit a cikk ír vagy 70 mint amit itt egyesek
2010. szept. 10. 20:40 | válasz | #26
Van értelme, ha tudsz visszatáplálni. Nyugaton már bevett gyakorlat, Magyarországon pedig egy ideje adott szolgáltatónál van erre lehetőség.
2010. szept. 10. 19:12 | galéria | válasz | #25
Ez a tipikusan semmi ertelme szamitas. Elefejted, hogy az aram az nem tegla. Mindig annyit kell megtermelni, amennyi kell. Rohadtul nem szamit az, hogy felszorzod az idot az elmeleti teljesitmennyel, ha az ido nagy reszeben vagy nem kell aram amikor meg kell, akkor mar kakao nincs benne...
2010. szept. 10. 19:08 | galéria | válasz | #24
A haztartasok cirka 60-80%-ban senki nincs otthon reggel 6 este 6 tartomanyban ezert ez semmit nem er. A napelem olyan darga, ha 100% hatasfokkal menne mindig akkor sem versenykepes arban semmivel ahol van villamos halozat...
SPT  
2010. szept. 10. 15:24 | válasz | #23
Ha nem a villamos hatásfokra érti a 100%-ot, akkor azt hatásfok vesztésnek vagy öregedésnek hívjuk. Csak abból indultam ki, ami le van írva.

Egyébként valóban, 10% hatásfokú olcsó polimer napelemmel elég sok mindent lehetne csinálni.
A hatásfok a hagyományos rendszereknél fontos, ahol kifogy a nyersanyag (meg ahol hely szűke van, mint pl. az űrkutatás).

Számoljunk:
Egy családi ház déli tetősíkja legyen kb. 50m2. Az éves átlagos besugárzás 1200kWh/m2. 10% hatásfoknál ez 50x1200x0.1=6000kWh/év villamos energia termelés. Egy hónapra elosztva 500kWh jön ki.
Most vedd elő a villanyszámlát, és nézd meg a fogyasztásodat.
2010. szept. 09. 22:19 | válasz | #22
+ ha nem hasznalsz semilyen aramot visszafele porogne a villanyorad
2010. szept. 09. 22:18 | válasz | #21
ki beszelt itt 100%rol ha nagyonnagy teruletet lefedsz akkor eleg lesz ha 10%kos... en nem mondtam h 100%kos
2010. szept. 09. 22:16 | válasz | #20
egyebkent kevesebb idore van szukseged, mert h megmondd akkor mar a motorikus palyakat is be kell izzitani, a kegzesedet meg kell valtoztatni stb stb mire neked eljut addig h elemlampa a tudat alattid mar regota tudja h elemlampa:D
2010. szept. 09. 19:10 | válasz | #19
hát kb a háztartások 100%-ban már 60%-is bőven nyáron nappal 0 külső energiafelhasználást jelentene. Súlyos tíz százalékokkal csökkenne az energiacégektől felvett áram mennyisége...
Kambo   "Rest in Peace Kambo" 
2010. szept. 09. 19:08 | válasz | #18
[UFF]
Az emberi szem 4-7 megapixel felbontású (függően a vizsgált alanytól, fáradtsági szintjétől, hangulatától, a fényviszonyoktól, a fókuszponttól stb.. stb..) A szemtől a kisagyban elhelyezkedő "integrált videokártyáig" az idegsejtek viszik át a közvetített információt, majd innen a hypotalamuszba , az információs feldolgozóközpontba kerül az információ, szintén az idesejtek közvetítésével. Egy elemlámpára rátekintve kb. 1-3 másodperc alatt bárkinek a világon "leesik" , tudatusol benne, hogy az nem más mint egy elemlámpa.

A kérdés, hogy a szállító idegsejtek hány dekabit/ szekundummal szállítják a kisagyi idegpályákról az információt a hypotalamuszba és hogy a hypotalamusban lévő feldolgozósejtek hány dekabitnyi adatbázisban kotorásznak másodpercenként, hogy 1-3 másodperc alatt véghezvigyék az "egyszerű" , hétköznapi tárgyak beazonosítását, illetve, hogy bináris számrendszerben egyáltalán kifejezhető-e a teljesítményűk, vagy ha bináris számrendszerben dolgoznának elég lenne-e a fény sebességével áramlania az információnak ilyen teljesítményhez?

[/UFF]

2010. szept. 09. 18:43 | galéria | válasz | #17
Mitol lenne eleg egy eletre? Ha 100%-os hatasfoka van egy napelemnek, akkor meg az is vicckategoria a vilag nagy reszen...
2010. szept. 09. 18:12 | válasz | #16
en csak annyit mondok biztosra, hogy amig nem lesz elkerulhetetlen a valtozas nem lesz valtozas, mert a felhuzott gyarakat nem tudom mennyire kellene atlakitani h elektromos autokat gyartsanak amik anpelemmel mukodnek/sztem nem csak a motrot kellene cserelni naluk:D/

amugy en sokkal szivesebben latnek valami fuzios reaktort, jobban hangzik mint a napelem, es anapelem elegge serulekeny dolog szerintem, bar teny h a fuzios reaktor meg elmeleti dolog, es eleg nagy a napelemhez kepest:D
2010. szept. 09. 18:09 | válasz | #15
veszel egy idozitheto kapcsolot a "stekkerbe" es beallitod h hatkor engedje at az aramot kavefozot meg bekapcsolva szurod be, voala 6kor lesz fincsi kaved:D
2010. szept. 09. 16:44 | válasz | #14
svájci bicska...
2010. szept. 09. 16:34 | válasz | #13
Én jobban örülnék egy olyan kávéfőzőnek, amit beállítok hogy minden reggel 6 kor főzze le a kávét és nekem csak ki kelljen vennem :)
2010. szept. 09. 16:22 | válasz | #12
Nagyon érdekes kutatás. Az űreszközök fejlesztésénél biztosan nagy hasznát vennék, mert ott sokkal fontosabb a hosszabb élettartam (a relatíve magas költség rovására).

Földi energiatermelési célokra szerintem ez nem elég hatékony. Akkor már inkább CSP, ott legalább nyersanyag hiány sincs mint pl. tiszta szilíciumból.

De nem lehet tudni hogy egy-egy ilyen kutatásnak mi lesz a vége. Talán a végén még azt is meg tudják oldani hogy organikus napelemeket növesszenek. :-)
feri79  
2010. szept. 09. 13:47 | válasz | #11
Szerintem a 100%-ot nem a fény/elektromos áram hatásfokára értik, hanem arra, hogy a kiindulási arányt 100%-ban képes megtartani az eszköz.
Tehát ha kezdetben 70%-os hatásfokú az eszköz akkor 5-10-20 év múlva is az lesz. Nem úgy mint a mostaniak
kvp  
2010. szept. 09. 09:23 | válasz | #10
"mert tuti h a BP nem menne bele h midnenki elektromos autora alljon at, az meg plane nem h olcso is legyen"

Erdekes modon a japan es koreai vallalatok szinte mindennel foglalkoznak ami hasznot termel. Igy fordulhat elo, hogy pl. a Mitsubishi, ami eredetileg szallitmanyozasi cegkent indult az idok soran foglalkozott szenbanyaszattal es vadaszrepulo keszitessel is, de a samsung is gyart a mikrosutotol az auton at a monitorokig es felvezetokig mindent. Ezek a cegek kepesek alkalmazkodni, tehat ha az amerikai olajipari cegek meg akarnak maradni, akkor valtaniuk kell. Ha az azsiai cegeknek sikerul, akkor a nyugatiaknak is sikerulhet.
SPT  
2010. szept. 09. 09:22 | válasz | #9
Igy már azért jobban néz ki a cikk, van mihez hozzászólni :-)

Azt nem tudom, hogy a végén a 100%-hoz közeli lehetséges hatásfok honnan jött, de szinte kizártnak tartom, hogy ezt egy szakember állítsa.
Ha belegondolunk, egy tökéletes fekete test kellene, hogy legyen, amely vissza sem sugároz semmiféle elektromágneses sugárzást. És akkor még nem is napelem.
Saccra 70% körül lehet egy fotovoltaikus rendszer maximális hatásfoka.

Gyakorlatilag itt egy szerves napelemről beszélünk. Jelenleg a nem regenerálódó típusok is néhány % hatásfokkal üzemelnek.

Azért fontos kutatni ezt a technológiát, mert idővel elfogy a nyersanyagkészletünk a "hagyományos" napelemekhez.
2010. szept. 09. 00:20 | válasz | #8
kinek erne meg h 5K ftbol egy eletre elegendo energiad legyen? kepzeld mekkora biznisz az energetika, ha most hirtelen nem kellene elektromos aram, egybol autokat is lefujhatnank vele es akkor mar fosszilis uzemanyag sem kellene, szegeny emberek meg mibol gazdalkodjanak majd ha csak az ember-,fegyverketeskedelem es a gyogyszeripar marad nekik... mert tuti h a BP nem menne bele h midnenki elektromos autora alljon at, az meg plane nem h olcso is legyen

a levego sincs ingyen, nemhogy az energia... ez megmaradhat az urtechnikanak meg hasonlo atlag ember altal nem hasznalt teruleteknek, de az atlag emberen kivul senkinek sem eri meg az oclso aram eloallitasa, az a baj h az emberek kihasznaljak egymast, ha onzetlenek lennenk mukodott volna a kommunizmus, de a mentalitas "ha en nem viszem haza, hazaviszi vlki mas" es a miert adjak vlmit ingyen ha penzt is kaphatok erte az emberi fejlodest fogja vissza, ezert nem fejleszt senki sem csillagkozi utak megtetelere hasznalhato eszkozoket KOMOLYAN, persze fejlesztenek, de nem elsoszamu feladatkent, inkabb repuloket meg tengeralatjarokat... megertem en h ezzel fejlodik minden, de sok penzt beleolnek a fegyverkezesbem mikor siman kifejleszthetnenek par urhajot, mindenkinek lenne sajat bolygolya, azt meg ugy tenne tonkre ahogy akarja, ja hogy meg telhetetlenek is vagyunk, es miert lenne csak 1 bolygonk ha leigazhatjuk a gyengebbet?:D amig az emberek nem kerekednek felul allati osztoneiken nem lesz sem utopia sem utopisztukus elet, pedig szerintem az emberi ertelem kepes lenne letrehozni egyet ha nem akadnank el aprosagokon...

lenyeg a lenyeg sztem nem lesz ez sem olcso, sem 10-50-70 even belul elerheto technologia, de remelem tevedek
2010. szept. 09. 00:13 | válasz | #7
@ duke : ez nagyon jóóó :D:D:D:D
duke  
2010. szept. 08. 23:45 | válasz | #6
"Én még nem hallottam arról hogy a napelemek használat közbeni öregedése probléma lenne. Azért is furcsának tartom mert a napelemekre a gyártók 20-25év teljesítménygaranciát válalnak. "

Pont azert adnak ra teljesitmenygaranciat, mert kicsit oregednek. Peldaul valaljak, hogy 30 ev alatt a teljesitmenye nem csokken 70 % ala.
A megoldas egyszeru, nem szabad a napon hagyni oket, es akkor nem lesz semmi bajuk. :))
duke  
2010. szept. 08. 23:37 | válasz | #5
"A nanocsövek egységes elrendezésben tarják a"

Na alakulnak dolgok, a nanotechnika mar a napelemeket is elerte. Szerintem 10 ev mulva a napcellakat flakonban fogjak arulni, olyan lesz mint manapsag egy festekszoro, es nem is lesz dragabb. Megveszem, fel ora alatt lefujom vele a haz oldalat,raragasztok ket erintkezot, es par ezer forintbol kesz is az 5-10 negyzetmeternyi napelem.
2010. szept. 08. 23:32 | válasz | #4
óóócsó és nagy hatásfokú napelemet kéne fejleszteni, nem ilyen marhaságot.
2010. szept. 08. 23:14 | válasz | #3
"A fényt foglyul ejtő molekulák folyamatosan lebomlanak, majd a semmiből újra összeállnak"
Ez egy igazi tudományos megfogalmazás. Gratulálok annak aki kitalálta!

Én még nem hallottam arról hogy a napelemek használat közbeni öregedése probléma lenne. Azért is furcsának tartom mert a napelemekre a gyártók 20-25év teljesítménygaranciát válalnak. (Nem is tudok most kapásból mást mondani amire ilyen hosszú idejű garanciát válalnának.)