En Son Yenilenebilir Enerji Kaynakları Haberleri

[™ Admin]

Dünyanın ilk kendi kendini şarj eden süper kapasitörü, %63 verimlilikle güneş enerjisinden yararlanıyor

İşbirlikçi bir araştırma ekibi, sürdürülebilir enerji için önemli bir ilerleme olan güneş enerjisini verimli bir şekilde yakalayan ve depolayan yüksek performanslı kendi kendini şarj eden bir enerji depolama süper kapasitörünü tanıttı.

Bu yenilikçi teknoloji, süper kapasitörleri ve güneş hücrelerini bir araya getirerek enerji depolama gelişmelerinde bir dönüm noktası oluşturuyor.

Energy dergisinde yayınlanan çığır açan çalışma, araştırma ekibinin mevcut süper kapasitörlerin yeteneklerini nasıl geliştirdiğini vurguluyor.

Kendi kendini şarj eden süper kapasitör

Nikel bazlı karbonatlar ve hidroksitlerden yapılmış kompozit malzemeler kullanarak enerji verimliliğinde etkileyici sonuçlar elde ettiler.

Ekip, elektrotların iletkenliğini ve kararlılığını artırmak için manganez (Mn), kobalt (Co), bakır (Cu), demir (Fe) ve çinko (Zn) dahil olmak üzere çeşitli geçiş metali iyonlarını birleştirdi.

Bu araştırmanın sonuçları ikna edici. Yeni enerji depolama cihazı, kilogram başına 35,5 watt-saat (Wh kg⁻¹) enerji yoğunluğuna sahip olup, daha önceki çalışmalarda bildirilen ve genellikle 5 ila 20 Wh kg⁻¹ arasında değişen rakamları önemli ölçüde aşmaktadır.

Dahası, elde edilen güç yoğunluğu etkileyici bir şekilde kilogram başına 2555,6 watt'tır (W kg⁻¹), yaklaşık 1000 W kg⁻¹ olan önceki kıyaslamaları çok aşmaktadır.

Bu tür yetenekler, cihazın yüksek gücü hızla iletmesini sağlayarak, özellikle güç patlamaları gerektiren cihazlar için anında enerji tedarikine olanak tanır.

Bu yeniliğin bir diğer önemli özelliği de dayanıklılığıdır. Cihaz, çok sayıda şarj ve deşarj döngüsünden sonra minimum performans düşüşü sergiler ve bu da uzun vadeli uygulanabilirliğini gösterir.

Bu dayanıklılık, onu gerçek dünya uygulamaları için umut verici bir seçenek haline getirir.

Araştırma ekibi, etkileyici depolama yeteneklerine ek olarak, silikon güneş hücrelerini süper kapasitörlerle entegre eden bir hibrit enerji depolama cihazını başarıyla yaratmıştır.

%63 verimlilik

Bu kombinasyon, sistemin gerçek zamanlı olarak güneş enerjisini depolamasına ve kullanmasına olanak tanır. Etkileyici bir şekilde, hibrit sistem %5,17'lik genel verimliliğin yanı sıra %63'lük bir enerji depolama verimliliği elde etti.

Bu gelişmeler, kendi kendini şarj eden enerji depolama çözümlerinin ticarileştirilmesi için parlak bir geleceğe işaret ediyor.

DGIST'in Nanoteknoloji Bölümü'nde Kıdemli Araştırmacı olan Jeongmin Kim, "Bu çalışma, süper kapasitörleri güneş hücreleriyle sorunsuz bir şekilde entegre eden Kore'nin ilk kendi kendini şarj eden enerji depolama cihazını tanıttığı için önemli bir başarıyı temsil ediyor" dedi.

"Geçiş metali bazlı kompozit malzemelerden yararlanarak, geleneksel enerji depolama teknolojisinin sınırlamalarını ele aldık ve sürdürülebilir bir enerji çözümü sunduk."

Kyungpook Ulusal Üniversitesi Yenilenebilir Enerji Laboratuvarı'nda araştırmacı olan Damin Lee, "Ekibimiz, cihazın verimliliğini daha da artırmak ve tam ticarileştirme potansiyelini ortaya çıkarmak için takip araştırmaları yürütmeye kararlı." diye ekledi.

Bu kendi kendini şarj eden enerji depolama cihazının geliştirilmesi, dünyanın daha temiz enerji çözümlerine doğru ilerlediği kritik bir zamanda gerçekleşiyor.

Bu yeni teknoloji, enerji depolama yeteneklerini geliştiriyor ve karbon emisyonlarını azaltma ve sürdürülebilirliği teşvik etme yönündeki küresel çabalarla uyumlu olarak daha verimli güneş enerjisi kullanımına giden yolu açıyor.

Araştırmacılar bu teknolojiyi geliştirmeye devam ettikçe, kendi kendini şarj eden cihazların potansiyel uygulamaları, evlere güç sağlamaktan elektrikli araçları desteklemeye kadar genişliyor.

Bu yenilikçi iş birliğinden ortaya çıkan gelişmelerle enerji depolamanın geleceği umut verici görünüyor.

Sonuç olarak, bu atılım, tüketici ihtiyaçlarını ve daha geniş çevresel hedefleri destekleyen verimli, sürdürülebilir enerji çözümlerine ulaşma yolunda önemli bir adımı temsil ediyor.

Bu araştırma kurumları arasındaki iş birliği, gelişmiş enerji teknolojilerini takip etmede umut verici bir yol olduğunu gösteriyor.

Kaynak: IE

[™ Admin]

 

[™ Admin]

 

[™ Admin]

 

[™ Admin]

 

[™ Admin]

 

[™ Admin]

Çığır açan yapay yaprak, Yüzde 800'ün üzerinde güneş enerjisi verimliliği artışı için güneşi takip ediyor

Çinli araştırmacılar, tıpkı gerçek yapraklar gibi güneşin hareketini takip edebilen yeni bir yapay yaprak türü geliştirdiler. Elektrik üretebilen ve suyu hidrojen ve oksijene ayırma potansiyeline sahip olan bu yeni yaprak, yakıt üretiminde devrim yaratabilir.

Yeni yapay yaprak, esnek güneş enerjili elektrotları koruyucu bir jel kaplamayla birleştiriyor. Ayrıca, sıcaklığa duyarlı bir polimere yerleştirilmiş karbon nanotüplerden oluşan yenilikçi bir destekleyici yapı içeriyor.

Yapay yaprak güneş ışığına maruz kaldığında, bu nanotüpler yerel olarak ısıtılır ve polimerin büzülmesine neden olur. Doğrudan güneş ışığına maruz kalmayan alanlar genişlemiş bir formda kalır ve bu da yaprağın bir ışık kaynağına doğru "eğilmesine" neden olur.

Bu süreç, yaprağın motorlara veya diğer cihazlara ihtiyaç duymadan otomatik olarak ışık kaynağına bakmasını sağlar. Araştırmacılara göre, bu mekanizma bitkilerin, özellikle Micranthemum glomeratum gibi suda yaşayan bitkilerin güneşi takip etme biçimine benzer.

Doğanın amaçladığı gibi yakıt üretmek

Advanced Functional Materials dergisinde yayınlanan eşlik eden makalelerinde, araştırmacılar yeni yaprağın daha geleneksel katı sistemlere göre belirgin bir gelişme olduğunu gösterdiler.

Örneğin, ışığa 45 derecelik bir açıyla bakıldığında, cihazın sabit alternatiflere göre %47 daha yüksek su ayırma verimliliğini koruduğunu buldular. Işık yaprağa 90 derecede çarparsa, izleme sistemi %866 daha fazla hidrojen ve oksijen yakıtı üretir.

Yaprak, cam yerine hafif plastik üzerine fotoaktif malzemeler biriktirmek için yeni bir üretim tekniği kullanılarak geliştirildi. Ayrıca hidrojel kaplamalar kullanarak bitki hücresi sitoplazmasının yapay bir kopyasını da oluşturdular.

Bu kaplama aynı zamanda geçirgendir ve suyun girmesine ve "atık" gazların sistemden çıkmasına izin verir. Çalışma sırasında, yaprağın fotoanotu (suyu ayıran bir cihaz) 65 saatlik sürekli çalışmadan sonra aktivitesinin %73'ünü korudu.

Doğadan ilham alan yapay yaprak, geleneksel güneş panellerinin ve diğer yapay yaprakların sıklıkla zorlandığı bir ortam olan su altında da olağanüstü şekilde iyi çalışıyor.

Araştırmacılara göre, yeni yaprakları ayrıca ürünlerin her bir elektrotta yoğunlaşmasıyla tam su ayırma yoluyla istikrarlı hidrojen ve oksijen üretimi gösterdi.

Daha fazla çalışma gerekiyor

Bunların hepsi kulağa etkileyici gelse de, ekip teknolojinin ölçeklenebilmesi için önemli zorlukların hala devam ettiğini belirtiyor. Örneğin, nanotüp yapısal elemanlarının birden fazla izleme döngüsü boyunca performanslarının düştüğü gösterildi.

Bu bozulma, ışık izleme tepki süresini de önemli ölçüde etkiledi. Ekip ayrıca rüzgar ve su akımlarının gerçek dünya uygulamalarını önemli ölçüde etkileyeceğini, hareketlerini ve verimliliklerini önemli ölçüde azaltacağını belirtiyor.

Bununla birlikte, temel yenilik, doğanın çözümlerinin taklit edilmesinin kalıcı teknik engellerin nasıl aşılabileceği gösteriyor. Bu ilginç gelişme, güneş enerjisi yakalamada açısal bağımlılık temel sorununu ele alarak yapay fotosentezin ilerlemesine yardımcı oluyor.

Bunun gibi bir teknoloji ölçeklendirilebilir ve daha sağlam hale getirilebilirse, mekanik izleme sistemleri olmadan otonom olarak çalışabilen yeni güneş enerjisi ve güneş yakıtı üretim sistemleri çağını başlatabilir. Bu, endüstrilerin enerji ve biyoyakıtları daha verimli ve daha ucuza üretmesini sağlayacaktır.

Kaynak: IE

[™ Admin]

 

[™ Admin]

Güneş Panelli Çatılar Dünyaya Güç Sağlayabilir mi?

Dünyanın yenilenebilir enerji kapasitesini artırmak her zaman hassas bir denge eylemi olmuştur ve bu eylem sırasında döndürmemiz gereken birçok levhadan biri de arazi kullanımıdır. Kamu hizmeti ölçeğindeki güneş ve rüzgar parkları tüm dünyada hızla boyut ve yaygınlık açısından genişliyor. Ancak temiz enerjinin yaratılmasını zorlaştıran tek şey NIMBYizm değil - aynı zamanda ciddi çevresel ve sosyal endişeler de var.

Bu devasa projelerin konumlandırılmasının olumsuz etkileri ne zaman faydalarına değer? Ne zaman değmez? Çatı güneş enerjisi tek başına yasal sıkıntılardan ve ekolojik sonuçlardan kaçınırken ihtiyacımız olan tüm enerjiyi sağlayabilir mi? Güneş için yeterli alanımız var mı?

[™ Admin]

Çığır Açan Güneş Reaktörü CO2'yi Yakıta Dönüştürerek Temiz Enerji İçin Oyunu Değiştiriyor

Cambridge Üniversitesi'ndeki bir araştırma ekibi, karbondioksiti (CO2) doğrudan atmosferden alıp onu bir gün sürdürülebilir bir yakıt kaynağı olarak kullanılabilecek kullanılabilir bir gaza dönüştüren yenilikçi bir güneş enerjisiyle çalışan reaktör geliştirdi. Bu çığır açan teknoloji, hem zararlı CO2'yi yakalayarak hem de tek bir işlemde temiz enerji yaratarak iklim değişikliğiyle başa çıkma şeklimizde devrim yaratabilir.

Bu gelişme, sera gazı emisyonları ve iklim değişikliğiyle mücadele için küresel çabaların büyümeye devam ettiği kritik bir zamanda geliyor. Karbon yakalama ve depolama (CCS), CO2 emisyonlarını azaltmak için olası bir araç olarak yaygın olarak kabul ediliyor. Ancak, mevcut CCS teknolojilerinin çoğu, karbon yakalama sürecini güçlendirmek için fosil yakıtların yakılmasına dayanıyor ve bu da onları verimsiz hale getiriyor. Dahası, yakalanan CO2'nin genellikle yerin derinliklerinde depolanması gerekiyor ve bu da uzun vadeli lojistik ve güvenlik endişeleri yaratıyor.

CO2'yi Değerli Ürünlere Dönüştürmek

Cambridge Üniversitesi'ndeki araştırmacılar, basit ama güçlü bir soruyla karbon yakalamayı devrim niteliğinde değiştirdiler: "Ya karbondioksiti yer altına pompalamak yerine ondan yararlı bir şey üretseydik?" Bu soru, küresel ısınmaya katkıda bulunmadan CO2'yi değerli kimyasallara ve yakıtlara dönüştürebilen yeni bir güneş enerjisiyle çalışan reaktörün yaratılmasına yol açtı. Cambridge'deki bir kimyager ve çalışmanın ilk yazarı olan Sayan Kar'ın açıkladığı gibi, CO2 zararlı bir sera gazıdır, ancak aynı zamanda muazzam bir potansiyel de sunar. Ekip, CO2'yi yakalayıp dönüştürerek bu zararlı atığı temiz enerji kaynağına dönüştürmenin bir yolunu geliştirdi.

Şubat 2025'te Nature Energy'de yayınlanan çalışma, çığır açan çalışmayı ayrıntılarıyla anlatıyor. Reaktör, kimyasal bir reaksiyonu yönlendirmek için güneş enerjisinden yararlanarak çalışıyor. Geceleri sistem, bir süngerin suyu emmesi gibi havadan CO2 emer. Gün boyunca güneş ışığı toplanan CO2'yi ısıtır ve bu da onu sentez gazına (sentez gazı) dönüştüren bir kimyasal süreci tetikler; bu, karbon monoksit (CO) ve hidrojen (H2) karışımıdır. Bu sentez gazı, araç yakıtı ve ilaç ürünlerinde kullanılanlar da dahil olmak üzere çeşitli yakıtlar ve kimyasallar oluşturmak için önemli bir yapı taşıdır.

İki Büyük Sorunu Çözme Potansiyeli

Bu teknolojinin en dikkat çekici yönü, aynı anda iki acil küresel sorunu çözme potansiyelidir. Reaktör yalnızca atmosferden CO2'yi uzaklaştırmaya yardımcı olmakla kalmaz, aynı zamanda geleneksel fosil yakıtların yerini alabilecek temiz, yenilenebilir yakıt da üretir. Çalışmaya öncülük eden Cambridge'deki bir kimyager olan Erwin Reisner'ın açıkladığı gibi, "Bu cihazları büyük ölçekte yaparsak, aynı anda iki sorunu çözebilirler: CO2'yi atmosferden uzaklaştırmak ve fosil yakıtlara temiz bir alternatif yaratmak." Bu teknoloji, CO2'nin artık bir atık ürün olarak değil, yeniden kullanılacak bir kaynak olarak görüldüğü dairesel, sürdürülebilir bir ekonominin vaadini sunar.

Ekibin araştırması ayrıca bu güneş enerjili sistemin potansiyel olarak şebekeden bağımsız lokasyonlara güç sağlamak için ölçeklendirilebileceğini öne sürüyor. Reaktör bu şekilde enerji üreterek, geleneksel enerji altyapısına erişimi olmayan uzak veya kırsal alanlar için bir çözüm olarak bile hizmet edebilir. Bu, teknolojiyi yalnızca iklim değişikliğine bir çözüm değil, aynı zamanda bireyler veya topluluklar için temiz enerji bağımsızlığına giden bir yol haline getirir.

Sürdürülebilir Bir Gelecek İçin Bir Vizyon

Bu yenilik, sürdürülebilir, dairesel bir ekonomiye kapı açıyor. Erwin Reisner, "Güvendiğimiz ürünleri üretmek için fosil yakıtları çıkarmaya ve yakmaya devam etmek yerine, ihtiyacımız olan tüm CO2'yi doğrudan havadan alabilir ve yeniden kullanabiliriz" dedi. CO2'nin yakalandığı, dönüştürüldüğü ve sürdürülebilir yakıtlar yaratmak için yeniden kullanıldığı bir dünya vizyonu, insanlığın iklim değişikliğiyle nasıl başa çıktığı konusunda potansiyel bir dönüm noktasını işaret ediyor. Ancak, bu vizyonu hayata geçirmek için siyasi irade ve küresel iş birliği gerekecek. Yaygın olarak uygulanırsa, bu güneş reaktörleri enerji ve kimya sektörlerinin karbondan arındırılmasına yardımcı olurken gelecek nesiller için daha yeşil, daha sürdürülebilir bir ekonomiyi teşvik edebilir.

Kaynak: Daily Galaxy

[™ Admin]

 

[™ Admin]

Trump ABD Rüzgar Enerjisi Endüstrisini Felç Ediyor

Başkan Trump, Amerika'nın rüzgar enerjisi endüstrisini durma noktasına getirdi.

Geliştiriciler bazı projeleri erteliyor ve yatırımların değerini düşürüyor. Planlar belirsizliğini koruyor.

Trump, kampanyası sırasında "birinci gün sona erdireceğine" söz verdiği açık deniz rüzgar projelerine sert eleştiriler yöneltti. İlk emir dalgasında karada ve denizde rüzgar projeleri için federal izinler ve kiralamalar için bir duraklama vardı.

Trump, 20 Ocak'ta destekçilerine "Rüzgar işini yapmayacağız" dedi ve bir türbin kanadının dönüşünü belirtmek için parmağını daire şeklinde çevirdi. "Büyük çirkin rüzgar değirmenleri, mahallenizi mahvediyorlar."

Seçimden bu yana, TotalEnergies planlanan bir açık deniz rüzgar enerjisi gelişimini dört yıllığına rafa kaldırdı. Petrol devi Shell, yarısından fazlası açık deniz rüzgar projesi için olmak üzere 1 milyar dolarlık bir değer düşüklüğü yaşadı. Büyük bir açık deniz rüzgarı geliştiricisi olan Orsted, ABD açık deniz rüzgarı işinde 1,7 milyar dolarlık bir değer düşüklüğü kaydetti ve 2030 yılına kadar sermaye yatırım planlarını dörtte bir oranında azalttı.

Karada veya açık denizde inşaatına başlanan projelerde çalışmalar devam ederken, bundan sonra ne olacağına dair kafa karışıklığı sektörü ele geçirdi. Enverus Intelligence Research'te kıdemli analist olan Scott Wilmot, geliştiricilerin birçok cephede açıklama beklediğini söyledi.

Kara tabanlı rüzgar projelerinin çoğu özel mülkte yer alıyor, ancak genellikle federal izinler gerektiriyor. Bu süreç idareye birçok darboğaz bırakıyor.

Birçok geliştiricinin Ordu Mühendisler Birliği iznine ihtiyacı var ve potansiyel projeleri ABD Balık ve Yaban Hayatı ile görüşüyorlar ve bu kurumdan da izin almaları gerekebilir. Arazi Yönetimi Bürosu bazen elektrik şebekesine bağlantı için geçiş hakkı veriyor. Türbin yüksekliği ve aydınlatma gereksinimleri nedeniyle Federal Havacılık İdaresi'ne kule konumları hakkında bilgi verilmesi gerekiyor.

Trump'ın yürütme emri, mevcut kiralamaların gözden geçirilmesini ve Idaho'daki Lava Ridge Rüzgar Projesi'nin geçici olarak durdurulmasını içeriyordu. Bu, ismi geçen tek gelişme ve federal arazide planlanan bir avuç rüzgar projesinden biri.

Idaho'dan Cumhuriyetçi Senatör Jim Risch, göreve başlamadan bir hafta önce Trump ile yaptığı bire bir görüşmede Lava Ridge'in durdurulması için baskı yaptığını söyledi. Risch, "Anlıyor," dedi. "Bu zor bir iş değil çünkü o da benim rüzgar değirmenleri konusundaki çekingenliğimi paylaşıyor."

Tartışmalı proje, Japon-Amerikalılar için II. Dünya Savaşı'ndan kalma bir toplama kampının yakınında yer alacaktı. Arazi Yönetimi Bürosu, Aralık ayında tarihi alandan daha uzakta olacak şekilde Lava Ridge'in küçültülmüş bir versiyonunu onaylamıştı, ancak yerel olarak şiddetli bir muhalefetle karşılaşmaya devam etti. İçişleri Bakanı Doug Burgum kararı inceleyecek ve "uygun olduğunda yeni ve kapsamlı bir analiz yapacak" dedi yürütme emri.

Risch, Burgum'un Lava Ridge konusunda kendisiyle aynı fikirde olacağını düşündüğünü ancak izin verme konusundaki daha geniş kapsamlı duraklamanın nihai sonucunu tahmin edemediğini söyledi.

"Bunun üstesinden geleceğiz. Ancak hükümetin değiştiği bir noktada olduğumuzu unutmayın," dedi Risch. "Gelgit, trilyonlarca dolarlık büyük Yeni Yeşil Anlaşma gibi şeylerden, DEI'den uzaklaşıyor ve farklı bir yöne gidiyor."

Lava Ridge geliştiricisi LS Power yorum yapmayı reddetti.

Enerji Bilgi İdaresi'ne göre, rüzgar 2023'te büyük ölçekli ABD elektrik üretiminin yaklaşık %10'unu oluşturdu. Bunun çoğu kara tabanlı projelerden geliyor.

İzin karmaşasının ötesinde, sektör 2022 Enflasyon Azaltma Yasası'na dahil edilen vergi kredilerinde potansiyel kesintilerle karşı karşıya. Trump, IRA'yı bir dolandırıcılık olarak adlandırdı.

Seçim ile 31 Aralık arasında, olası bir vergi değişikliği öngören geliştiriciler, ekipman siparişi veya şantiyelerde çalışmaya başlama gibi projeler üzerindeki çalışmaları hızlandırdı. Bu eylemler, inşaatın başladığını kanıtlayabilir ve bu da projeler daha sonra farklı bir vergi rejimi altında tamamlansa bile mevcut vergi kredilerine erişimi güvence altına alır.

AlixPartners'ta enerji, kamu hizmetleri ve yenilenebilir enerji başkanı David Hindman, bu tür çalışmaların geliştiricileri aylarca meşgul edeceğini söyledi. Ancak şirketlerin bir sonraki proje turu için arazi ve izinleri bir araya getirmeye de başlaması gerekiyor.

Hindman, "Tüm taraflar - geliştiriciler, finansörler, diğerleri - şu anda sahip olduğumuzdan daha fazla kesinliğe sahip olmak isteyecekler" dedi.

Okyanus tabanlı rüzgar projeleri, Trump yönetimi öncesinde zorluklarla karşı karşıyaydı. Küresel tedarik zinciri aksaklıkları, artan faiz oranları ve enflasyonist baskılar, son yıllarda projelerin inşasını çok daha pahalı hale getirdi. Birkaç geliştirici finansman anlaşmalarını yeniden müzakere etmek zorunda kaldı.

Yine de, American Clean Power Association'a göre, üçüncü çeyreğin sonunda Doğu Sahili boyunca yaklaşık dört gigavatlık açık deniz rüzgarı projesi inşa ediliyordu.

American Clean Power'ın baş savunucusu Frank Macchiarola, endüstri grubunun inşa halindeki ve ileri geliştirme aşamasındaki projelerin devam edebilmesini sağlamak istediğini söyledi. "Ekonomimize şimdiden önemli bir fayda sağlıyorlar," dedi.

Oceantic Network'e göre, sektörü takip eden açık deniz rüzgarı tedarik zinciri, gemi yapımı ve gemi desteği de dahil olmak üzere tedarik sözleşmeleri olan 38 şirketin bulunduğu Louisiana gibi eyaletlere kadar uzanıyor.

Büyükbabası tarafından kurulan bir Louisiana deniz taşımacılığı şirketi olan Otto Candies'in CEO'su Otto Candies III, şirketin açık deniz rüzgarını geleneksel petrol ve gaz müşterilerinin ötesinde çeşitlendirmenin bir yolu olarak gören eyaletteki birkaç şirketten biri olduğunu söyledi. Candies'in Kuzeydoğu'da rüzgar projelerinde çalışan iki gemisi var.

Candies, yönetimin "ileride neler olacağına iyi ve disiplinli bir şekilde baktığını" anladığını ancak açık deniz rüzgarı sektörünün devam etmesini umduğunu söyledi. Candies, "Bir tedarikçi olarak, çalışabileceğimiz daha fazla pazar olması sektörümüz ve çalışanlarımız için daha iyi olur," dedi.

Kaynak: TWSJ

[™ Admin]

Nano-geliştirilmiş perovskit güneş hücreleri aşırı ortamlarda 10 kat dayanıklılık elde ediyor

Perovskit güneş hücreleri (PSC'ler), silikon bazlı panellere göre uygun maliyetli, hafif bir alternatiftir, ancak iyot sızıntısı dayanıklılıklarını sınırlamıştır.

Bu hücreleri geliştirmek için Surrey Üniversitesi, Ulusal Fizik Laboratuvarı ve Sheffield Üniversitesi'nden bir grup bilim insanı, iyotu başarılı bir şekilde hapseden AlO₃ (alüminyum oksit) nanopartikülleri yerleştirdi.

Aşırı sıcak ve nemli koşullarda yürütülen deneyler, performansta on kat artış olduğunu ve değişiklik yapılmadan 160 saate kıyasla 1.530 saatten fazla sürdüğünü gösterdi.

Araştırmacıya göre, elektriksel iletkenliği artırarak, kusurları azaltarak, perovskit yapısının homojenliğini iyileştirerek ve neme dayanıklı bir katman ekleyerek nanopartiküller daha sağlam ve makul fiyatlı güneş teknolojisinin kapısını açıyor.

İyot tuzağı atılımı

PSC'ler 2009'daki ilk çıkışlarından bu yana güç dönüşüm verimliliğinde hızla iyileşme kaydetti. Ancak uzun vadeli kararlılık hala bir zorluk. Silisyum bazlı güneş hücrelerinin aksine, PSC'ler ışık, ısı, nem ve oksijen gibi faktörler nedeniyle bozulur.

Bozunma esas olarak perovskit tabakasına nüfuz edebilen ve cihazı daha da bozan zincirleme reaksiyonlara neden olabilen moleküler iyot (I2) oluşumu nedeniyle meydana gelir. PSC kararlılığını artırmak için I2'yi yakalama stratejileri çok önemlidir.

Uygulanabilir bir alternatif, I2 ile güçlü reaktivitesiyle bilinen gama-alüminadır (γ-Al2O3). Kararlı yüzey kompleksleri oluşturarak I2'yi emer ve ek bozulmayı durdurur. Al2O3 nanopartikülleri (NP'ler), daha önceki araştırmalarda metal iyon göçünü önleyerek ve perovskit tabakasının ıslanabilirliğini artırarak kararlılığı artırmak için PSC'lerde kullanılmıştır.

Hızlı delik çıkarmayı kolaylaştıran ancak ıslatılabilirlik sorunları olan Me-4PACz gibi kendiliğinden birleşen tek katmanlarla (SAM'ler) birleştirildiğinde, Al2O3 NP'leri özellikle başarılıdır. Araştırmacılar, Me-4PACz'yi Al2O3 NP'leriyle değiştirerek %20'ye yakın verimlilik elde ettiler, katman oluşumunu ve rekombinasyon sürelerini iyileştirdiler. Bu teknik, PSC performansını ve kararlılığını artırmak için popülerlik kazandı.

Daha sonraki araştırmalar, AlO₃ nanopartiküllerinin elektriksel iletkenliği iyileştirdiğini ve perovskit yapısındaki kusurları azalttığını, nem bozulmasına karşı ekstra bir bariyer görevi gören koruyucu bir 2D perovskit tabakası oluşturduğunu gösterdi.

Surrey Üniversitesi'nde Marcus Lee Öğretim Görevlisi olan Dr. Imalka Jayawardena bir açıklamada, "Perovskit güneş teknolojisinde gördüğümüz bu yaygın zorlukları ele alarak, araştırmamız daha ucuz, daha verimli ve daha yaygın olarak erişilebilir güneş enerjisi için kapıları ardına kadar açıyor" dedi.

Gelişmiş PSC kararlılığı

Deneyler, Al2O3 nanopartikülleri (NP) içeren perovskit güneş hücrelerinin (PSC'ler) verimlilikleri orijinal seviyenin %80'ine düşmeden önce 1530 saat dayandığını gösterdi. Bu testler 65°C ve %35 nem koşulları altında yapıldı.

Araştırmacılar, bu güneş hücrelerinin PFN–Br ile yapılanlardan on kat daha uzun dayandığını buldu. Al₂O₃ nanopartikülleri içeren hücreler, %16,4'ten başlayarak yaklaşık 1520 saat sonra %13,1'lik bir verimliliği korudu. Bu testler için hücrenin katmanlarından biri için gümüş yerine bakır kullandılar.

Al2O3 NP'lerinin eklenmesinin çeşitli avantajları vardır ve bu avantajlar artan kararlılığa katkıda bulunur. Optik spektroskopiye göre, Al2O3 NP'leri, ısı stresi sırasında perovskit katmanından salınımını azaltarak I2'yi verimli bir şekilde tutar. Bu, bozulmayı sınırlayarak hücrelerin ömrünü uzatır.

Ayrıca, PFN-Br'dekilerle karşılaştırıldığında, Al2O3 NP'lerinde yetiştirilen perovskit katmanları daha tutarlı bir yüzey potansiyeli gösterdi ve bu da katmanın içinde gelişmiş elektriksel düzgünlük ve malzeme tutarlılığı olduğunu gösteriyor.

Tean'a göre, çalışma Al2O3 NP'lerinin PSC'lerde önemli ancak tanınmayan bir işlevini ortaya koyuyor. Al2O3 NP'leri, yapısal ve elektriksel özellikleri geliştiren ve daha güvenilir ve etkili PSC'lere kapı açan nanomühendislikli bir ara katman işlevi görüyor.

Surrey Üniversitesi İleri Teknoloji Enstitüsü'nde lisansüstü araştırma öğrencisi ve çalışmanın baş yazarı olan Hashini Perera bir açıklamada, "Bu iyileştirmelerle, kararlılık ve performansta yeni bir çığır açıyoruz ve perovskit teknolojisini ana akım bir enerji çözümü haline getirmeye daha da yaklaştırıyoruz" dedi.

Kaynak: IE

[™ Admin]

Çin'in yeni ters perovskit güneş modülleri 1000 saat sonra %94 verimliliğini koruyor

Çin Elektronik Bilim ve Teknoloji Üniversitesi (UESTC) liderliğindeki küresel bir araştırma ekibi, perovskit güneş teknolojisinde bir atılım gerçekleştirdi.

Araştırmacılar, formamidinyum iyodür (FAI) bazlı perovskit filmlere pirodiazol (PZ) ekleyerek perovskit katmanlarının kararlılığını iyileştirdi ve havada yuva kalıp kaplaması kullanarak büyük ölçekli üretime olanak sağladı.

Perovskit güneş hücreleri iki temel yapıda gelir: geleneksel "n-i-p" ve ters "p-i-n." Ters yapıda, delik seçici temas (p) altta, elektron taşıma katmanı (n) ise üsttedir. Bu tasarım, aydınlanmanın elektron taşıma katmanı (ETL) aracılığıyla gerçekleştiği n-i-p hücrelerinin aksine, ışığın delik taşıma katmanından (HTL) girmesine olanak tanır.

Çalışmanın ilgili yazarı Shibin Li, PV Magazine'in bildirdiğine göre, "Perovskitin kristalleşme sürecini sabitleme stratejisiyle düzenleyerek homojen yapı perovskit filmlerinin ölçeklenebilir hazırlanmasını başardık" dedi.

Geliştirilmiş verimlilik ve dayanıklılık

PZ katkı maddesi, kristalleşme sırasında kurşun iyodür (PbI2) ve FAI'yi stabilize etmede kritik öneme sahipti. Araştırmacılar, PZ'nin PbI2 ile güçlü Lewis asit-baz çiftleri ve FAI ile hidrojen bağları oluşturduğunu buldular. Bu etkileşim kolloidal agregasyonu azaltarak film düzgünlüğünü iyileştirdi ve kusurları önledi.

Ekip, şeffaf flor katkılı kalay oksit (FTO) cam alt tabaka, püskürtülmüş nikel(II) oksit (NiOx) film, metil ikameli karbazol (Me-4PACz) katman, perovskit film, buckminsterfullerene (C60) elektron taşıma katmanı, bathocuproine (BCP) tampon katmanı ve bakır (Cu) temastan oluşan çok katmanlı bir güneş pili yapısı geliştirdi.

Me-4PACz katmanı, bıçak kaplaması kullanılarak uygulandı ve ardından açık hava koşullarında slot-die kaplaması yoluyla perovskit biriktirildi. Gerçek zamanlı analiz, bu yöntemin film boyunca eşit kristalleşmeyi korurken kristal büyümesini yavaşlattığını ve büyük, düzgün perovskit taneleri ürettiğini gösterdi.

Bu yöntem kullanılarak geliştirilen mini güneş modülleri %21,5'lik bir tepe verimliliğine ve %20,3'lük sertifikalı bir verimliliğe ulaştı; bu, 50 cm²'yi aşan bir açıklık alanına sahip ters perovskit güneş modülleri için bildirilen en yüksek verimliliklerden biridir. Modüller ayrıca, %65 bağıl nemde havada 1.000 saatlik sürekli ışık maruziyetinden sonra başlangıç verimliliklerinin %94'ünü koruyarak uzun vadeli kararlılık gösterdi.

Büyük ölçekli güneş enerjisinde gelecekteki uygulamalar

Deneyde, 11 bağlı alt hücre içeren 3,94 inç × 3,94 inç (10 cm × 10 cm) perovskit güneş modülleri kullanıldı. Çin Ulusal Ölçüm ve Test Teknolojisi Enstitüsü modüllerin performansını doğruladı.

56,5 cm² açıklık alanına sahip modüller üzerinde yapılan daha ileri testler, PZ ile geliştirilmiş modüllerin verimliliği %18,2'den %21,5'e çıkardığını gösterdi. Ancak, PZ-I ve PZ-II olarak etiketlenen PZ katkı maddesinin varyasyonları, sırasıyla %17,9 ve %17,0 verimlilik elde ederek minimal veya olumsuz etkilere sahipti.

Li, ekibin gelecekteki araştırma yönünü vurgulayarak, "Büyük alanlı perovskit-silikon tandem güneş hücrelerinin verimliliğini ve kararlılığını optimize etmeye odaklanacağız" dedi.

Bu yenilik, daha verimli ve ölçeklenebilir güneş paneli üretimine yol açabilir ve perovskit teknolojisini yaygın ticari kabule yaklaştırabilir.

Nature Communications'da yayınlanan araştırmaya, UESTC, Guangzhou Üniversitesi, Çin Jiliang Üniversitesi ve Fransa'daki Institut de Recherche de Chimie Paris (IRCP)'den bilim insanları katıldı.

Kaynak: IE

[™ Admin]

 

[™ Admin]