Zwykłe szyby to przeżytek. Szklane wieżowce będą zasilane dzięki przyciemnianym oknom solarnym

Artykuł/Nauka 24.01.2018
Zwykłe szyby to przeżytek. Szklane wieżowce będą zasilane dzięki przyciemnianym oknom solarnym

Zwykłe szyby to przeżytek. Szklane wieżowce będą zasilane dzięki przyciemnianym oknom solarnym

Wyobraźcie sobie przyszłość, w której oszklone powierzchnie drapaczy chmur nie tylko pięknie się prezentują, ale wykorzystywane są również w charakterze paneli słonecznych. A żeby było jeszcze lepiej – automatycznie przyciemniają się, gdy w biurze robi się za gorąco od słońca.

Odnawialne źródła energii stają się coraz bardziej wydajne, co ma oczywiście bezpośrednie przełożenie na ich popularność. Jednym z najczęściej wykorzystywanych rozwiązań, jeśli chodzi o OZE, jest pozyskiwanie energii słonecznej. Dziś w Polsce, dachowe panele słoneczne można kupić sobie chociażby w sieci sklepów Ikea.

Jeszcze lepszym pomysłem jest solarny dach Tesli, który nie dość, że generuje prąd z energii słonecznej, to jeszcze całkiem nieźle sprawdza się w roli dachówki. A teraz najlepsze: już wkrótce, oprócz solarnych dachów, energię słoneczną będziemy mogli pozyskiwać dzięki.. inteligentnym oknom.

Inteligentne okna solarne.

Rewolucja okiennicza została zapoczątkowana dzięki perowskitom. Perowskity to minerały, które oprócz tego, że występują naturalnie w przyrodzie, mają na tyle wdzięczną budowę, że można wyprodukować je metodami przemysłowymi. Ich największą zaletą jest to, że bez większych problemów mogą zastąpić krzem, który do niedawna uznawany był za jedyny sensowny materiał wykorzystywany w produkcji ogniw słonecznych.

Ich drugim plusem jest to, że można nanieść je na dowolną powierzchnię. Na przykład na szyby montowane w oknach biurowych drapaczy chmur. Przyjrzyjcie się teraz centrom większości dużych miast, w których aż roi się od wysokich, w pełni oszklonych budynków. Wkrótce całą tą lustrzaną powierzchnię będziemy mogli zamienić na ogromne ogniwo fotowoltaliczne. A to jeszcze nie koniec dobrych wiadomości.

Co powiecie na przyciemniane okna solarne?

Inteligentne, przyciemniane automatycznie szyby nie są żadną nowością. Mogliście spotkać się z tym wynalazkiem chociażby na pokładzie Boeingów 787, gdzie zastosowano tzw. szyby elektrochromowe. Do ściemniania wymagają one co prawdą połączenia z instalacją elektryczną, ale oprócz tego doskonale spełniają swoją rolę.

A teraz wyobraźcie sobie, że ktoś znalazł sposób na to, żeby połączyć te dwie technologie. Czyli: automatycznie przyciemniane szyby, które w dodatku pełnią rolę ogniwa fotowoltalicznego. Udało się to dzięki zastosowaniu organicznego związku chemicznego o nazwie metyloamina. Gdy temperatura na zewnątrz wzrasta, metyloamina odparowuje z warstwy perowskitowej i sprawia, że szyba się przyciemnia. Przy spadku temperatury (po zachodzie słońca, albo zimową porą), substancja organiczna wiąże się ponownie z perowskitem i szyba znów staje się przezroczysta. Sprytne, co?

Do niedawna takie inteligentne, perowskitowo-metyloaminowe szyby, które dodatkowo zamieniały energię słoneczną w elektryczną miały jeden, bardzo poważny minus. Otóż, zaledwie po kilku przyciemnieniach, wydajność ogniwa fotowoltalicznego spadała tak drastycznie, że cały pomysł przestawał mieć jakikolwiek sens.

Problemem tym zajmowało się dwóch wybitnych chemików. Nathan Neale z National Renewable Energy Laboratory w Colorado i Peidong Yang z Uniwersytetu Kalifornii w Berkeley. Pomysły tego drugiego okazały się bardziej skuteczne. Yang wykoncypował sobie bowiem, że metyloaminę można zastąpić cezem. Zasada działania pozostaje niezmienna, za to cez o wiele lepiej radzi sobie z powrotem na swoje pierwotne miejsce w kryształowej strukturze perowskitu. Dzięki temu proces przyciemniania nie wpływa na wydajność ogniwa fotowoltalicznego.

Technologię trzeba jeszcze trochę dopracować.

Na razie bowiem wydajność cezowo-perowskitowych ogniw wynosi zaledwie 7 proc. Proces ich przyciemniania na szczęście nie obniża jej jeszcze bardziej, za to zachodzi dopiero w momencie, gdy powierzchnię takiego ogniwa podgrzejemy do temperatury powyżej 100 st. C.

Yang twierdzi, że jego zespołowi udało się już opracować znacznie lepszą “mieszankę”, która przyciemnia się w temperaturze 50-60 st. C. Na razie jednak chcą zająć się największym problemem, czyli wydajnością samego ogniwa. Chemik twierdzi, że odpowiedź kryje się w odpowiednim rodzaju perowskitów.

I ja wiem, że szyby w biurowcach nie są najbardziej interesującym tematem na świecie, ale pomyślcie tylko o ogromnym potencjale drzemiącym w tym pomyśle. Nie dość, że biurowce oszklone w ten sposób zużywać będą mniej energii potrzebnej na sprawne działanie klimatyzacji, to jeszcze zmienią się w ogromne panele słoneczne. Nauka to cudowna sprawa.

Dołącz do dyskusji

*/ ?>
Advertisement