PV-Leaf は、インペリアル カレッジ ロンドンの科学者が設計した革新的な製品で、実際の葉のレプリカです。自然の蒸散プロセスにヒントを得たこの製品は、より効率的に電気を生成することができます。従来のソーラー パネルよりも 10% 多くの電気を生成する傾向があり、過熱の問題にも効果的に対処します。大量のエネルギーと淡水を生成する可能性を秘めた PV-Leaf は、世界のエネルギー転換を前進させる可能性を秘めています。
PVリーフ設計は、ガラス、太陽電池、竹繊維、ハイドロゲルセルを組み込むことで、本物の葉を驚くほど忠実に再現しています。この技術により、水は人工葉構造全体に均一に移動・分配されます。そして、この水は表面から蒸発し、冷却効果を発揮します。この革新的な設計により、ポンプ、ファン、制御ユニット、高価な多孔質材料が不要になります。より多くのきれいな水と熱エネルギーを生成するだけでなく、周囲の温度や日射条件の変化にも容易に対応できます。
自然に触発された
植物の葉は、蒸散という過程を通して、根から葉への水の移動を促進する様々な構造から構成されている。
植物の葉の優雅さに着想を得た独創的なPVリーフのコンセプトは、自然の蒸散プロセスを再現し、水のスムーズな移動、分配、蒸発を促進します。PVリーフは、天然繊維で葉脈束を模倣し、ハイドロゲルでスポンジ細胞を再現することで、太陽光発電セルから効率的かつ経済的に熱を抽出します。おそらくこれが、このPVリーフが太陽光と水の収集においてより効率的である理由でしょう。
科学者たちは植物の蒸散過程を模倣し、人工葉がより多くの電力を生成する可能性を秘めていることを発見した。いくつかの実験では、PV葉は、入射する太陽エネルギーの最大70%を周囲に失う従来のソーラーパネルよりも10%以上多くの電力を生成できることが示されている。しかし、ソーラーパネルの1日あたりの平均出力はどれくらいだろうか？
高温はソーラーパネルの過熱につながり、時には 65°C 以上になることもあります。熱と温度の上昇により半導体内の電子が活発に動くため、効率に大きく影響します。これによりさらに抵抗が高まり、出力が低下します。
化学工学科の名誉研究員であり、本研究の共著者でもあるガン・ファン博士は、「この革新的な設計は、太陽光パネルの性能を大幅に向上させる大きな可能性を秘めていると同時に、費用対効果と実用性も確保できる」と述べた。
黄博士によると、このPVリーフは回収した熱を利用し、同時に温水と淡水を生成する可能性を秘めている。どちらも同じ構成要素内で生成されるため、測定すれば年間数十億立方メートルもの水が生成される可能性があるという。この技術はまだ開発段階にあるものの、研究チームはこの発明に大きな期待を寄せている。
クリーンエネルギープロセス研究所所長であり、本研究の著者でもあるクリストス・マルキデス教授は、「この革新的な葉のようなデザインを導入することで、世界的なエネルギー転換を加速させると同時に、エネルギーと淡水への需要増加という二つの喫緊の地球規模の課題に取り組むことができるだろう」と述べた。
このPVリーフは太陽光と水の収集においてより効率的だが、科学者たちは以前もエネルギー生成のために植物からヒントを得てきた。2月には、ケンブリッジ大学の科学者チームが太陽光を利用して水と二酸化炭素をプロパノールとエタノールに変換する人工葉の一種を開発した。どちらもガソリンやディーゼルのクリーンな代替品である。
