Развивая солнечную энергетику: в СКФУ создали опытный образец солнечной панели на основе фотосинтеза
Студент Северо-Кавказского федерального университета, победитель конкурса «Студенческий стартап», разработал солнечные панели на основе фотосинтеза и создал опытный образец.
В основе разработки лежит технология ячеек Гретцеля – искусственного аналога природного фотосинтеза. Этот метод позволяет значительно повысить КПД при генерации электроэнергии, а также снизить ее итоговую стоимость.
– Ставропольский край является одним из лидеров в России по развитию возобновляемых источников энергии, особенно в сегменте ветроэлектростанций. Отмечу, что также к «зеленой энергетике» можно отнести и гейзеры, и биотопливо, и солнечный свет – все эти ресурсы есть в регионе. Разработки ученых нашего университета нацелены на создание технологий, которые имеют перспективы для внедрения в экономику и промышленность макрорегиона, – прокомментировал ректор СКФУ Дмитрий Беспалов.
Классические солнечные панели, которые сейчас повсеместно используют в быту, промышленности и энергетике, обладают коэффициентом полезного действия в среднем около 18 процентов. При этом остро стоит вопрос с утилизацией отработавших устройств: она возможна только на специальных полигонах. Есть и связанные с утилизацией экологические вопросы, потому что входящие в их состав компоненты и тяжелые металлы, такие как мышьяк и свинец, являются токсичными.
Студент Физико-технического факультета СКФУ Павел Леонтьев создал солнечные элементы на основе наноразмерных оксидных материалов, допированных биметаллическими наночастицами благородных металлов. Эта новая технология отличается от классических солнечных панелей основой кремния и предлагает многообещающие перспективы для производства доступной и экологически чистой электроэнергии.
– В проекте мы применили оксидные структуры, в частности оксид титана и оксид кремния вместо традиционных поликристаллических, монокристаллических или аморфных структур кремниевых панелей. Это позволяет избежать использования тяжелых металлов. Кроме того, добавление биметаллических наночастиц серебра и золота увеличивает спектр поглощения солнечной энергии и повышает КПД солнечных элементов, – пояснил студент СКФУ Павел Леонтьев.
Новизна технологии – в используемом композите и способе его нанесения. Автор разработки уверен, что наночастицы благородных металлов не представляют опасности для окружающей среды и могут быть легко разобраны на компоненты, а себестоимость производства и эксплуатации таких солнечных панелей будет ниже. Это сравнительно дешевое и эффективное решение, которое может успешно конкурировать с классическими солнечными панелями.
Нанотехнология, разработанная в рамках «Студенческого стартапа», является частью более масштабного научного проекта, который реализуется под руководством доцента кафедры физики и технологии наноструктур и материалов Андрея Блинова. Группа ученых СКФУ усовершенствует способ выработки электроэнергии из солнечного света, аналогичный принципу фотосинтеза для растений. Акцент делается на удешевлении себестоимости солнечных батарей, экологичности и на компонентах, которые производят отечественные предприятия.
Справочно: проект стал победителем конкурса программы «Студенческий стартап» первой очереди 2022 года. Программа реализуется Фондом содействия инновациям в рамках федерального проекта «Платформа университетского технологического предпринимательства». Финалисты получили на реализацию проекта грант в размере миллиона рублей.