Japán erre az anyagra tesz, amely hatékonyabb napelemek gyártását teszi lehetővé, és amely 10 évvel ezelőtti felfedezése után ismét a figyelem középpontjába került. Egy rugalmas szuper napelem, mintha gumiból lenne, és olyan teljesítményű energiát tud termelni, mint egy atomerőmű? Márciusban Japán bejelentette a világnak, hogy egy forradalmian új anyag, a perovskit alapú panelekre tesz, amelyekkel kapcsolatban lelkes előrejelzések vannak.
Tényleg lehetséges olyan naperőművek építése, amelyek 20 gigawatt villamos energiát képesek termelni, vagyis annyit, mint 20 atomerőmű? A bejelentés diadalmas volt, de a fogadtatás egyesek részéről szkeptikus.
Japán számára, amely a Sekisui Chemical Co. vállalaton keresztül vállalja ezt a jövőbe mutató beruházást, ez kulcsfontosságú döntés a 2050-ig elérni kívánt klímasemlegességi célkitűzésében. Emellett jelentős előrelépést jelentene, mivel olcsóbb, gyorsabban építhető és rugalmasabb panelekről van szó.
„Minden, amit bejelentettek, lehetséges, de még vannak kihívások, különben nem lenne szükség további kutatásokra” – magyarázza Pablo P. Boix, a valenciai műszaki egyetem kutatója, aki ugyanezen a területen dolgozik.
A perovskit egy kristályszerkezet neve, amely egyes anyagokban, köztük sok ásványban megtalálható, de 2009 óta, amikor a napenergia területén használják, a fémhalogenidre utal, amely jóddal állítható elő és alacsony hőmérsékleten könnyen előállítható.
„Laboratóriumi tulajdonságai természetesen lenyűgözőek” – teszi hozzá. Elsősorban kiváló félvezető, abban az értelemben, hogy nagyon könnyen képes fényt abszorbeálni és kibocsátani (mint a LED-lámpák működését lehetővé tevő fémhalogenid).
A fő előnye, hogy gyártása sokkal olcsóbb, mint a hagyományos szilícium paneleké, és a fény spektrumának nagyobb részét képes befogni. Valójában már folynak kísérletek arra, hogy egy perovskit réteget adjanak a „normál” panelekhez, hogy azok több energiát tudjanak befogni.
Önmagában a perovskit kevesebb energiát fog be, mint egy szilícium panel vagy a két anyag kombinációja, de sokkal rugalmasabb. Olyan napelemekről van szó, amelyek hajlíthatóak, mint a papír, és kevésbé hozzáférhető helyekre is felszerelhetők, mint a tetők vagy a mezők, ahol általában a naperőműveket látjuk.
A japán lelkesedés ellenére azonban „még mindig vannak kétségek a stabilitását illetően, mert ez egy nagyon új technológia” – pontosít Boix. „Nem tudjuk, hogy hosszú távon ugyanolyan stabil marad-e, mint például a szilícium, és ez rontaná a panelek tartósságát”.
A spanyol tudós éppen ennek a jövőbeli gazdasági és környezeti jövedelmezőségnek a mérésén dolgozik, ellenőrizve, hogy az energiamegtakarítás és az anyagmegtakarítás a gyártás során kompenzálja-e a panelek rövidebb élettartamát.
„A perovskit és annak teljesítménye napelemekben az elmúlt 10 év egyik legforróbb kutatási témája. Az akadémiai kutatások nagyon jó eredményeket hoztak, és most, öt-hat éve, a vállalatokhoz való átadáson dolgoznak„ – teszi hozzá Boix.
Ehhez azt is meg kell vizsgálni, mutat rá a kutató, ”hogy skálázható-e, vagyis hogy nagy mennyiségben gyártva is megismételhetők-e a laboratóriumban már többszörösen igazolt hatások. Európai projektek vizsgálják az önjavító technikákat, hogy kompenzálják a sejtek környezeti hatásokra való érzékenységét.
Boix szerint a diadalmas bejelentések „egyfajta figyelemfelkeltés a kutatás számára, de úgy gondolom, hogy ennek a technológiának a közvetlen hatását anélkül is láthatjuk majd, hogy más energiákkal, például a nukleáris energiával kellene összehasonlítani”.
A szakértő véleménye szerint a legvalószínűbb, hogy a jelenlegi szilícium napelemek és a jövőbeli perovskit napelemek egymás mellett fognak létezni, és igény szerint fogják őket alkalmazni, sőt, mint már említettük, konkrét esetekben a két technológia együtt is működhet.
„Például a perovskit a hagyományos paneleket a beltéri fotovoltaikus rendszerekben „eszi meg” – teszi hozzá. Vagyis olyan napelemekben, amelyeket beltéri diffúz fény befogására terveztek, például irodákban, szupermarketekben vagy magánlakásokban.
Az egyik javaslat az lenne, hogy „ezeket a paneleket intelligens érzékelőkkel kombinálják, amelyek például a légkondicionáló hőmérsékletét szabályozzák. Ezek a beltéri cellák a helyiségben rendelkezésre álló kevés fényt kihasználva táplálhatnák a légkondicionáló berendezést”.
Ez az alkalmazás „a jelenlegi panelekkel lehetetlen, de hatalmas megtakarítást jelentene. Az anyag rugalmassága pedig kulcsfontosságú, mert lehetővé teszi olyan cellák tervezését, amelyek bármilyen térhez és különböző formákhoz alkalmazkodnak”.
