מערכת תשתיותדמיינו מצב שבו שכבת הצבע הבאה שאתם מצפים בה חלק חיצוני בבית מייצרת חשמל מאור – חשמל שניתן לנצל לשימוש ביתי, כזה שבאמצעותו ניתן להפעיל מוצרים וציוד ביתי.דמיינו מצב שבו שכבת הצבע הבאה שאתם מצפים בה חלק חיצוני בבית מייצרת חשמל מאור – חשמל שניתן לנצל לשימוש ביתי, כזה שבאמצעותו ניתן להפעיל מוצרים וציוד ביתי.
צבע ביתך בחומר המייצר אנרגיה בדיוק כמו פאנל סולארי
דמיינו מצב שבו שכבת הצבע הבאה שאתם מצפים בה חלק חיצוני בבית מייצרת חשמל מאור – חשמל שניתן לנצל לשימוש ביתי, כזה שבאמצעותו ניתן להפעיל מוצרים וציוד ביתי.
קבוצת חוקרים מאוניברסיטת נוטר דאם גילתה פריצת דרך לקראת חזון כזה, על ידי פיתוח "צבע סולארי" יחסית זול המנצל ננו חלקיקים מוליכים למחצה על מנת לייצר אנרגיה. "רצינו לפתח משהו שכולל שינוי צורה, להצליח לעבור אל מעבר לטכנולוגיה הנוכחית של ייצור אנרגיה סולארית על בסיס סולארי" אומר פראשאנט קאמאט, מרצה למדעי הכימיה וביוכימיה וחוקר במרכז מדעי הננו וטכנולוגיה (NDnano), המוביל את המחקר.
"על ידי הטמעת נקודות קוונטום – חלקיקי ננו המייצרים אנרגיה, אל תוך תמהיל הניתן למריחה, ייצרנו צבע סולארי הזקוק לשכבה אחת, הניתן ליישום על כל שטח פנים בעל מוליכות ללא צורך בציוד מורכב.
החיפוש של צוות המחקר אחר חומר חדש, כפי שמתואר בירחון ACS ננו, התמקד בחלקיקי ננו של תחמוצת טיטניום, שהיו מצופים או בתרכובת קדמיום גופריתי, או קדמיום סליניד (חומר הנמצא גם בטכנולוגית הCIGS). לאחר מכן החלקיקים שוקעו בתערובת מבוססת אלכוהול ומים על מנת לייצור משחה. כשהמשחה נמשחה על פני חומר מוליך שקוף ונחשפה לשם – נוצר חשמל.
"היעילות הגבוהה ביותר שהגענו אליה כרגע היא 1%, הרבה פחות מה10-15% הסטנדרטיים בתעשיית הפאנלים הסיליקוניים" מסביר קאמאט, "אך את הצבע שלנו ניתן להפיק בזול ובכמויות גדולות. אם נוכל לשפר את היעילות, ייתכן ונוכל לעשות שינוי של ממש ביצור אנרגיה ועמידה בדרישות האנרגיה בעתיד". המשך המחקר של קאמאט וצוותו כולל לא רק שיפור היעילות של חומר, אלא גם לשפר את יציבותו.
יש סכנה בשימוש בחומר הממיר את אור לחשמל בנצילות כה נמוכה – יגרום לתופעה של איי חום שכן מה שלא הופך לחשמל הופך לחום.
גם מה שהופך לחשמל הופך לחום, אבל רצוי שנייצר בתהליך ההמרה הפוטוולטאית כמה שפחות חום בלתי שמיש.
ממליץ לקיים מחקר שיבדוק מה הנצילות המרה הנמוכה ביותר שאנחנו יכולים להרשות לעצמנו בכדי שהתועלות מייצור החשמל יעלו על הנזקים.
זה בהחלט הכיוון של חזית המחקר היום ואני מקווה שבעשור הקרוב כבר נוכל לצבוע את קירות וגגות הבנינים שלנו בצבע סולארי. אני מכיר אישית את ראש הקבוצה שפרסמה את המאמר ואני בטוח שעוד נשמע מהם הרבה בשנים בקרובות.
כבר היום יש חומרים אורגניים (מפלסטיק) אשר ניתנים לצביעה, אבל החיסרון שלהם הוא שהם חווים ירידה מיידית בתפוקה במגע עם אוויר או לחות, וגם אם הם מבודדים מהסביבה לחלוטין יש הם עובדים שנה עד שלוש במקרה הטוב. פריצת הדרך במחקר הנ"ל היא בשימוש בחומרים מוליכים למחצה "רגילים" אשר ניתנים לצביעה בגלל שמדובר על אוסף של כדורים (נקודות) בגודל ננומטרי (quantum dots/nano dots).
בנוגע להערה הקודמת על היעילות, אני רוצה להרגיע את המגיב הקודם. אין בעיה ביעילות נמוכה מפני שהיום לצבעים המכסים את הבית יש יעילות אפילו עוד יותר נמוכה (0%) ואין מהם סכנה. ההפסדים במקרה הנ"ל הם לא רק אנרגיה שהופכת לחום אלא בעיקר הפסדים של רקומבינציה (האלקטרונים שנוצרים לא מספיקים להגיע למגעים) וגם הפסדי החזרה של האור.
ד"ר משה גורפינקל
[email protected]
מעונין לקחת חלק בתהליך
ניסיון בצבעי תעשיה