Nathan Gabor – profesor fizyki i astronomii na Uniwersytecie Kalifornijskim w Riverside – przeprowadził pewne badania zainicjowane postawieniem prostego pytania: dlaczego właściwie rośliny są zielone? Ostatecznie doprowadziło to do poszukiwania rozwiązań technologicznych naśladujących zdolność roślin do wydajnego gromadzenia energii promieniowania słonecznego, pomimo jej zmienności.

Wykorzystując swoje doświadczenie w fizyce do znalezienia odpowiedzi na pytanie z dziedziny biologii, Gabor i inni naukowcy wymyślili kwantową fotokomórkę silnika cieplnego, zdolną do samodzielnej regulacji przemiany energii (podobnie, jak to się dzieje w przypadku roślin), dzięki czemu nie jest potrzebna kontrola z zewnątrz.

działanie fotokomórki kwantowej

W gromadzącej światło fotokomórce kwantowej, cząstki światła (kwanty) mogą w wydajny sposób generować elektrony. Kiedy używane są dwa kanały absorbujące, energia słoneczna przenikająca do systemu przez dwa absorbery (a i b) z dużą sprawnością wytwarza energię w urządzeniu (M), źródło: Phys.org

Kwantowe silniki cieplne (QHE) przede wszystkim wykorzystuje się w chłodziarkach i stanowią one „maszyny cieplne, w których czynnikiem roboczym są obiekty kwantowe”, jak podaje American Physical Society. Zespół naukowców zastosował silnik do regulacji przepływu energii do ogniw.

Naukowcy odkryli, że pochłanianie światła zielonego nie daje żadnych korzyści, jeśli chodzi o regulację absorpcji energii, co tłumaczy, dlaczego rośliny zielone tak powszechnie występują w przyrodzie.

Aktualnie głównym problemem związanym z ogniwami słonecznymi jest to, że około 80% promieniowania słonecznego zostaje utracone. Dzieje się tak z powodu ograniczonej możliwości szybkiego przystosowania się ogniw słonecznych do fluktuacji promieniowania słonecznego. Proces, który może temu zaradzić, wymaga systemu przetwornic napięcia oraz sterowników sprzężenia zwrotnego, co powoduje trudności w nadążaniu za fluktuacjami i skutkuje stratami energetycznymi.

W zaprezentowanym przez naukowców nowatorskim rozwiązaniu nie jest wymagane stosowanie powyższych urządzeń do regulacji konwersji energii, co może zwiększyć sprawność ogniw PV.

W miarę, jak zaznacza się globalne przejście na czyste źródła energii, przeprowadzane jest wiele badań, których celem jest znalezienie najbardziej wydajnego źródła energii, które jednocześnie ma najmniejszy wpływ na środowisko. Promieniowanie słoneczne to jedno z najbogatszych istniejących źródeł, zaś możliwość jego wydajnego gromadzenia istotnie zmieni sposób, w jaki zaspokajane są nasze potrzeby energetyczne.

Opracowano na podstawie: Futurism