Prąd z obierek po warzywach? Naukowcy z Łodzi rozwijają nową fotowoltaikę

Zespół z Instytutu Inżynierii Materiałowej Politechniki Łódzkiej rozwija technologię opartą na grafenowych kropkach kwantowych. To nanostruktury zbudowane z węgla, który można pozyskiwać między innymi z odpadów roślinnych. Materiał ma posłużyć do produkcji ogniw słonecznych o właściwościach odmiennych od tych, które znamy z tradycyjnych paneli.

– Próbujemy wykorzystać materiał, który przestał być komuś potrzebny, przetworzyć go i otrzymać z niego grafenowe kropki kwantowe. Z nich możemy następnie budować elementy przydatne między innymi w fotowoltaice. W dużym uproszczeniu można więc powiedzieć, że próbujemy robić technologię energetyczną z odpadów – tłumaczy dr inż. Piotr Zawadzki z Politechniki Łódzkiej.

Potencjał rozwiązania wykracza poza wykorzystanie niepotrzebnych resztek roślinnych. Dzięki elastyczności i częściowej przezroczystości nowych materiałów energię można byłoby pozyskiwać również z powierzchni, których obecnie nie wykorzystuje się powszechnie do tego celu. Chodzi przede wszystkim o przeszklenia i elewacje budynków.

– Największą przewagą nie jest to, że chcemy po prostu zastąpić jeden panel drugim. Chodzi o to, żeby wykorzystać powierzchnie, których klasyczna fotowoltaika dzisiaj praktycznie nie wykorzystuje – podkreśla badacz.

Wydajność pozostaje wyzwaniem

Technologia jest na etapie rozwoju, a jej parametry wciąż wymagają poprawy. Obecnie sprawność opracowywanych ogniw jest około trzy-cztery razy niższa niż w przypadku tradycyjnych modułów krzemowych. Naukowcy zakładają jednak, że możliwość wykorzystania znacznie większej powierzchni budynku może częściowo zrekompensować tę różnicę.

Zespół bada również możliwość zastosowania kropek kwantowych jako powłoki poprawiającej działanie konwencjonalnych paneli, zwłaszcza przy mniej korzystnych warunkach pogodowych. Istotny jest także sposób produkcji nanomateriału: w procesie wykorzystywana jest woda, a surowcem mogą być bioodpady.

Z laboratorium do biznesu

Badacze dysponują już niewielkimi prototypami, które potwierdzają działanie rozwiązania. Kolejnym krokiem są testy dotyczące wydajności, trwałości oraz możliwości przeniesienia technologii na większe powierzchnie, odpowiadające rozmiarom rzeczywistych przeszkleń.

– Na małej próbce potrafimy już pokazać, że technologia działa. Kolejny krok to odpowiedź na pytanie, czy zachowa swoje właściwości na znacznie większej powierzchni i po długim czasie użytkowania – wyjaśnia Zawadzki.

Projekt rozwijany jest w ramach programu PRIME Fundacji na rzecz Nauki Polskiej, wspierającego komercjalizację osiągnięć naukowych. Zespół przygotowuje się do kolejnego etapu prac, a jednym z planowanych kroków jest powołanie spółki, która zajmie się rozwojem i wprowadzaniem technologii na rynek.