Ang fluorescent solar corrugated windows ay bumubuo ng enerhiya sa loob at labas

Ang mga inhinyero ng Rice University ay dinisenyo at itinayo ang mga window window na nagre-redirect ng sikat ng araw o ilaw mula sa silid patungo sa mga solar panel ng edge strip. Ang gitnang layer ay isang pinagsamang polimer na nagsisilbing isang waveguide. May-akda: Ilyn Lee University / Rice

Ang mga inhinyero ng bigas ay bumubuo ng mga core ng polimer na nag-redirect ng ilaw mula sa anumang mapagkukunan sa mga solar cell.

Ang mga inhinyero ng Rice University ay nagpanukala ng isang makulay na solusyon para sa pagkolekta ng susunod na henerasyon na enerhiya: mga fluorescent solar concentrator (LSCs) sa iyong mga bintana.

Pinangunahan ni Rafael Verdusko at mag-aaral ng doktor at nangungunang may-akda na si Ilin Lee ng Brown Engineering School ng Rice, ang koponan ay nagdisenyo at nagtayo ng parisukat na “mga bintana” na bumubuo sa conjugated polymer sa pagitan ng dalawang malinaw na mga panel ng acrylic.

Ang manipis na gitnang layer na ito ay isang lihim na sarsa. Dinisenyo ito upang sumipsip ng ilaw sa isang tiyak na haba ng daluyong at idirekta ito sa mga gilid ng panel na ipinadala ng mga solar cell. Ang mga conjugated polymer ay mga compound ng kemikal na maaaring ipasadya sa tukoy na mga kemikal o pisikal na katangian para sa iba’t ibang mga gawain, tulad ng conductive films o sensor para sa mga biomedical device.

Ang polymer compound ng Rice Laboratory ay tinatawag na PNV (para sa poly[naphthalene-alt-vinylene]) at sumisipsip at naglalabas ng pulang ilaw, ngunit ang regulasyon ng mga sangkap na molekular ay dapat gawin itong may kakayahang sumipsip ng ilaw ng iba’t ibang kulay. Ang lansihin ay, tulad ng isang waveguide, tumatagal ito sa anumang direksyon, ngunit nililimitahan ang output nito sa pamamagitan ng pagtuon sa mga solar cell na binago ito sa kuryente.

Ang mga solar cell ng hanay ng gilid ng mga window ng window ng bahay

Ang konsepto ng isang bahay na gumagamit ng mga window window ay binuo ng mga inhinyero ng Rice University upang mag-redirect ng ilaw sa loob at labas sa mga solar panel ng edge strip. May-akda: Ilyn Lee University / Rice

“Ang pagganyak para sa pag-aaral na ito ay upang tugunan ang mga problema sa enerhiya ng mga gusali na may pinagsamang photovoltaics,” sabi ni Lee, na nagsimula sa proyekto bilang bahagi ng kumpetisyon ng “matalinong baso”. “Ang mga bubong ng araw ay ang pangunahing solusyon ngayon, ngunit kailangan mong ituon ang mga ito sa araw upang ma-maximize ang kanilang kahusayan, at ang kanilang hitsura ay hindi masyadong kaaya-aya.

“Naisip namin, bakit hindi kami makagawa ng mga makulay, transparent o translucent na solar panel at ilapat ang mga ito sa labas ng mga gusali?” sinabi niya.

Lumilitaw ang pag-aaral sa isang journal Internasyonal na Polymer.

Totoo, ang dami ng katas na ginawa ng mga test rig ng koponan ni Rice ay mas mababa kaysa sa maginoo na mga komersyal na solar panel, na karaniwang binabago ang halos 20% ng sikat ng araw sa elektrisidad.

Yilin Li

Ang mag-aaral na nagtapos sa Rice University na si Ilyn Lee ay nagpapakita ng isang kumikinang na pane ng window na may isang conjugated polymer center na nagsisilbing isang waveguide, na nagpapadala ng ilang mga dalas ng ilaw sa mga gilid kung saan ito ay maaaring hinihigop ng mga solar cell. May-akda: Ilyn Lee University / Rice

Ngunit hindi tumitigil sa paggana ang mga bintana ng LSC. Kapag lumubog ang araw, masaya nilang binago ang ilaw mula sa loob ng gusali patungo sa kuryente. Sa katunayan, ipinakita ang mga pagsubok na mas mahusay ang mga ito sa pag-convert ng ambient light mula sa mga LED kaysa sa direktang sikat ng araw, bagaman ang sikat ng araw ay 100 beses na mas malakas.

“Kahit sa loob ng bahay, kung maiangat mo ang panel, makikita mo ang napakalakas na photoluminescence sa gilid,” ipinakita ni Lee. Ang mga panel na sinubukan niya ay nagpakita ng isang kahusayan sa pag-convert ng lakas na hanggang sa 2.9% sa direktang sikat ng araw at 3.6% sa ambient LED light.

Ayon sa Verdusk, ang iba’t ibang mga uri ng phosphors ay nabuo sa huling dekada, ngunit bihirang may mga conjugated polymers.

“Bahagi ng problema sa paggamit ng mga conjugated polymers para sa application na ito ay maaari silang maging hindi matatag at mabilis na masira,” sabi ni Verduska, isang propesor ng engineering ng kemikal at biomolecular, materyales sa agham at nanoengineering. “Ngunit marami kaming natutunan tungkol sa pagpapabuti ng katatagan ng mga conjugated polymer sa mga nagdaang taon, at sa hinaharap makakalikha kami ng mga polymer para sa parehong katatagan at para sa nais na mga katangian ng salamin sa mata.”

Ang sim din ng lab ay ang pagbabalik ng enerhiya mula sa 120-inch panels. Iniulat nila na ang mga panel na ito ay magbibigay ng bahagyang mas kaunting enerhiya ngunit mag-aambag pa rin sa mga pangangailangan sa sambahayan.

Sinabi ni Lee na ang polimer ay maaari ring iakma upang mabago ang enerhiya ng infrared at ultraviolet light, na pinapayagan ang mga panel na ito na manatiling transparent.

“Ang mga polimer ay maaaring mai-print sa mga panel na may mga pattern, upang maaari silang gawing mga likhang sining,” aniya.

Sanggunian: “Lubhang mahusay na hybrid solar concentrators na nagkakalat ng mga luminecent, batay sa luminescent conjugate polymer” Yilin Li, Yujiang Song, Yongkao Zhang, Yusin Li at Rafael Verduzka, Enero 13, 2021 Internasyonal na Polymer.
DOI: 10.1002 / pi.6189

Mga co-author Unibersidad ng Washington isang nagtapos ng Yujiang Sun; Si Yonkao Zhang, isang nagtapos na katulong na propesor sa Unibersidad ng Houston, at si Yuxin Li, isang nagtapos na mag-aaral sa Unibersidad ng Cincinnati.

Sinuportahan ng Solera City Energy ang pag-aaral.

Related articles

Comments

LEAVE A REPLY

Please enter your comment!
Please enter your name here

Share article

Latest articles

Bagong Milky Way Exterior Destroyers Bagong Sky Map ay Inilabas – Madilim na Mahalagang Mga Konsepto ay Maaaring Magbigay ng Bagong Eksperimento

Ang mga astronomo ay naglabas ng isang bagong celestial map ng Milky Way galaxy na pinakamalapit sa aming kalawakan. Kredito: NASA / JPL-Caltech...

Susunod na Generation Stable Pop-Up na Istraktura na inspirasyon ni Origami

Ni Harvard John A. Paulson School of Engineering at Applied Science Abril 22, 2021 Ang hindi masusunog na kanlungan na ito ay hindi natatakpan ng makapal...

Pinalitan ng DNA ang Y Chromosome na Nag-aambag ng Maikling Buhay na Buhay sa Mga Lipad ng Lalaki

Pagpapayaman ng Heterochromatin sa lahat ng mga chromosome. Immunofluorescence stain ng H3K9me3 sa male mitotic chromosome. Bar scale ay 50μm. Kredito:...

Pinapayagan ng mga polimer na kumakain ng polimer ang “biodegradable” na mga plastik na tunay na masusunog

Ang ginagamot na plastik (kaliwa) ay naghiwalay pagkatapos ng tatlong araw lamang sa karaniwang pag-aabono (kanan) at ganap na makalipas ang dalawang linggo. ...

Ang mga mananaliksik ng Yale ay lumilikha ng isang pandaigdigang mapa ng hindi natuklasang buhay

Kredito: Yale University Wala pang isang dekada matapos mailathala ang "Mapa ng Buhay", isang pandaigdigang database ng mga kilalang species sa buong mundo, ang mga...

Newsletter

Subscribe to stay updated.