Fasáda jako elektrárna? Už se na tom pracuje!

10. března 2018

Jen si to představme: fasády, které dokáží vyrábět elektřinu i při špatném počasí, nebo elektroauta, jejichž baterie se samy nabíjí ve stínu. Zatím je to jen fantazie, ale možná ne tak vzdálená.

Tým profesora Petra Jomo Wally z univerzity v Braunschweigu už na cestě k takovému „solárnímu“ systému pokročil. Vyvinul umělohmotné fólie, které za pomoci přebytku náhodně orientovaných pigmentů dokáží na velké ploše absorbovat světlo a převádět ho do malých, vysoce výkonných solárních článků – a to mnohem efektivněji, než jak to dokáží dosavadní systémy.

„Naše metoda slibuje mnohem vyšší účinnost, než jaké jsou schopné dosáhnout křemíkové moduly. Maximální účinnost křemíkových článků je čistě teoreticky 29 %, v praxi je však o čtyři procenta nižší. Tím je jejich potenciál prakticky vyčerpán,“ cituje profesora Wallu odborný časopis Nature Communications.

Vědci z Braunschweigu proto pracují s články obsahujícími galium a indium, čímž dokáží zvýšit účinnost až na 45 %. Tyto prvky jsou však velmi drahé, proto je zkouší používat v co nejmenším množství a kombinovat s finančně dostupnými systémy na zachytávání světla. Nejčastěji jsou to optické čočky, které sluneční světlo koncentrují na solární články.

Řešením mohou být fluorescenční molekuly s barvivy, které světlo absorbují a předávají dál. Vzhledem k tomu, že tyto molekuly leží obvykle jedna přes druhou jako v matrixu umělé hmoty, najde sluneční paprsek vždy nějakou částici ve vhodném úhlu. Světlo, které se po absorbci opět uvolní, však nenajde vždy cestu k solárnímu článku. Ztráty jsou dosti velké. Jen menší část slunečních paprsků se tak promění v elektrický proud.

Tento problém lze podle profesora Wally vyřešit chytrým trikem: fólie natáhnout jedním směrem až do čtyřnásobné délky. Přitom se některé molekuly seřadí vedle sebe tak, že zachytí velkou část dopadajícího světla, které se pak převede na solární články. Efektivita procesu se tím dá asi trojnásobně zvýšit. Celé to prý funguje podobně jako fotosyntéza u rostlin, kdy barviva rovněž zachycují světlo a umožňují jeho přeměnu na energii.

Přes slibné výsledky dosavadních pokusů však čeká ještě výzkumníky spousta práce. Dosud se jim podařilo dokázat funkčnost vynálezu jen pro vlnové délky modrozelené části světelného spektra. V dalším kroku tedy budou testovat barviva, která budou reagovat i na jiné vlnové délky. Barviva navíc musí být stabilní, což ta, která byla použita v dosavadních pokusech, nebyla. Výzkumníci z Braunschweigu proto teď spolu s experty z univerzity testují barviva, která se používají např. v monitorech.

Přes všechny překážky je profesor Walla přesvědčen, že se fasád vyrábějících elektřinu dočkáme už brzy. „Během půl dne pošle Slunce na Zemi tolik energie, kolik jí lidstvo spotřebuje za celý rok. My z ní zatím využíváme jen nepatrnou část,“ říká vědec.