Istraživači iz Japana i Nemačke napravili su veliki iskorak u razvoju solarne energije, razvijajući tehnologiju koja omogućava solarnim ćelijama da proizvedu više energije nego što prime iz sunčeve svetlosti.
Tim sa Univerziteta Kjušu u Japanu, u saradnji s naučnicima sa Univerziteta Johanes Gutenberg u Majncu, razvio je inovativni molekularni sistem koji je pokazao efikasnost od čak 130 odsto.
Kako je moguće dobiti više energije nego što dolazi sa Sunca?
Ključ ovog otkrića leži u naprednom fizičkom procesu koji omogućava „umnožavanje“ energije dobijene iz svetlosti.
Naučnici su koristili poseban metalni kompleks na bazi molibdena, poznat kao „spin-flip emiter“, koji može da uhvati energiju iz svetlosti i pretvori je u veći broj energetskih nosilaca nego što je inicijalno apsorbovano fotona.
U praksi, to znači da jedan deo energije koji bi se ranije izgubio sada može da se iskoristi.
Preskočene dugogodišnje granice
Tradicionalne solarne ćelije imaju ozbiljna ograničenja. Poznata Shockley-Queisser-ova granica godinama je određivala maksimalnu efikasnost, jer deo svetlosti jednostavno nije mogao biti iskorišćen.
Fotoni niske energije nisu aktivirali procese u ćelijama, dok su oni visoke energije gubili višak u obliku toplote. Zbog toga klasični solarni paneli koriste tek oko trećine sunčeve energije.
Tehnologija koja menja pravila igre
Kako bi prevazišli ta ograničenja, naučnici su se fokusirali na proces poznat kao singletna fisija.
U standardnim uslovima, jedan foton stvara jedan eksiton – česticu koja prenosi energiju. Međutim, u ovom procesu jedan eksiton se deli na dva, čime se praktično „udvostručuje“ iskorišćena energija.
Najveći izazov bio je kako tu dodatnu energiju sačuvati i iskoristiti pre nego što se izgubi.
Rešenje je pronađeno u precizno dizajniranom molekularnom sistemu, koji omogućava efikasno prikupljanje te energije i njeno pretvaranje u koristan oblik.
Šta ovo znači za budućnost
Ovo otkriće predstavlja važan korak ka razvoju solarnih panela nove generacije, koji bi mogli biti znatno efikasniji od današnjih.
Iako je tehnologija još u fazi istraživanja, naučnici veruju da bi se u budućnosti mogla primeniti u realnim energetskim sistemima.
Osim u solarnoj industriji, ovaj napredak bi mogao imati uticaj i na razvoj LED rasvete, kao i novih kvantnih tehnologija, otvarajući potpuno nove mogućnosti u upravljanju energijom na molekularnom nivou.
