science >> Wetenschap >  >> nanotechnologie

Purple Pokeberries houden wereldwijd het geheim van betaalbare zonne-energie

het onkruid dat kinderen kapotslaan om hun wangen paarsrood te kleuren en dat soldaten uit de burgeroorlog gebruikten om brieven naar huis te schrijven - zou de sleutel kunnen zijn om zonne-energie over de hele wereld te verspreiden, volgens onderzoekers van het Center for Nanotechnology and Molecular Materials van Wake Forest University.

Wetenschappers van het Nanotech Center hebben de rode kleurstof van pokeberries gebruikt om hun efficiënte en goedkope op vezels gebaseerde zonnecellen te coaten. De kleurstof werkt als een absorptiemiddel, helpen de kleine vezels van de cel meer zonlicht op te vangen om in energie om te zetten.

Pokeberries vermenigvuldigen zich zelfs tijdens droogte en in rotsachtige, onvruchtbare grond. Dat betekent inwoners van landelijk Afrika, bijvoorbeeld, kon de planten voor centen grootbrengen. Dan kunnen ze de kleurstofabsorbeerder maken voor de extreem efficiënte vezelcellen en energie leveren waar hoogspanningslijnen niet lopen, zei David Carroll, doctoraat, directeur van het centrum.

"Het zijn onkruiden, "Zei Carroll. "Ze groeien op elk continent behalve Antarctica."

Wake Forest University heeft het eerste patent voor op vezels gebaseerde fotovoltaïsche, of zonne-energie, cellen, verleend door het Europees Octrooibureau in november. Een spin-off bedrijf genaamd FiberCell Inc. heeft de licentie gekregen om productiemethoden voor de nieuwe zonnecel te ontwikkelen.

De vezelcellen kunnen tot twee keer zoveel stroom produceren als de huidige flat-cell technologie. Dat komt omdat ze zijn samengesteld uit miljoenen kleine, plastic "blikken" die licht opvangen totdat het meeste is geabsorbeerd. Omdat de vezels veel meer oppervlakte creëren, de vezelzonnecellen kunnen licht vanuit elke hoek opvangen - vanaf het moment dat de zon opkomt tot deze ondergaat.

Om de cellen te maken, de kunststofvezels worden op kunststofplaten gestempeld, met dezelfde technologie die wordt gebruikt om de bovenkant van frisdrankblikjes te bevestigen. De absorber - een polymeer of een goedkopere kleurstof - wordt erop gespoten. Het plastic maakt de cellen lichtgewicht en flexibel, zodat een fabrikant ze kan oprollen en goedkoop naar ontwikkelingslanden kan verschepen - om een ​​medische kliniek van stroom te voorzien, bijvoorbeeld.

Zodra de primaire fabrikant de cellen verzendt, arbeiders van lokale fabrieken zouden ze met de kleurstof besproeien en klaarmaken voor installatie. Carroll schat dat het ongeveer $ 5 miljoen zou kosten om een ​​afwerkingsfabriek op te zetten - ongeveer $ 15 miljoen minder dan het zou kunnen kosten om een ​​vergelijkbare fabriek voor platte cellen op te zetten.

"We zouden het substraat kunnen leveren, "zei hij. "Als Afrika de pokeberries laat groeien, ze konden het mee naar huis nemen.

"Het is een goedkope zonnecel die kan worden gemaakt om te werken met lokale, goedkope landbouwgewassen zoals pokeberries en met een productiemiddel dat opkomende economieën zich kunnen veroorloven."