Polupropusne sunčeve ćelije poboljšavaju rast biljaka

Znanstvenici s Kalifornijskog Sveučilišta u Los Angelesu UCLA, testirali su način kombiniranja sunčevih ćelija sa staklenim krovovima staklenika, otkrivši da one zapravo mogu poboljšati rast biljaka unutra.

Staklenici i solarna energija trebaju puno sunčeve svjetlosti, stoga ne čudi da su inženjeri eksperimentirali s ugradnjom u iste strukture. Eksperimenti su pokazali da poluprozirni solarni paneli mogu proizvesti pristojnu količinu električne energije, a istovremeno biljkama ne uskratiti vitalnu sunčevu svjetlost.

Za novu studiju tim s UCLA-e istražio je nekoliko tehnologija. Započeli su s organskim solarnim ćelijama, koje su izrađene od ugljičnih materijala i mogu se izraditi u prozirne, fleksibilne solarne ćelije. To zvuči savršeno za korištenje u staklenicima, ali loša strana je što se ti organski materijali brzo razgrađuju na sunčevoj svjetlosti.

Stoga je tim dodao novi sastojak, sloj kemikalije zvane L-glutation, kako bi spriječio oksidaciju i razgradnju organskih materijala. U testovima, organske solarne ćelije sa i bez ovog zaštitnog sloja bile su izložene sunčevom zračenju tijekom 1.000 sati kontinuirane upotrebe. One s dodatnim slojem zadržale su više od 84% svoje izvorne učinkovitosti, dok su one bez njega pale ispod 20% u tom vremenu.

Zatim su istraživači stavili solarne ćelije u rad u modelima staklenika, uzgajajući pšenicu, grah i brokulu. Svaki je usjev uzgajan u jednom od dva staklenika, jednom s prozirnim staklenim krovom prošaranim segmentima anorganskih solarnih ćelija, a drugi s krovom koji se u potpunosti sastoji od poluprozirnih organskih solarnih ćelija.

Organske ćelije pokazale su učinkovitost pretvorbe energije od 13,5%, te su dopuštale prolaz 21,5% vidljive svjetlosti, što je, čini se, bilo dovoljno. Biljke u tim staklenicima rasle su, začudo, još bolje od onih u tradicionalnim. Tim sugerira da je to zato što je sloj L-glutationa blokirao ultraljubičaste zrake, koje mogu oštetiti biljke, kao i infracrvene zrake koje mogu previše zagrijati staklenik.

"Nismo očekivali da će organske solarne ćelije nadmašiti konvencionalni staklenik sa staklenim krovom", rekao je Yepin Zhao, glavni autor studije. "Ali ponovili smo eksperimente više puta s istim rezultatima i nakon daljnjih istraživanja i analiza, otkrili da biljkama nije potrebno toliko sunčeve svjetlosti da rastu kao što smo prvotno mislili. Zapravo, previše izlaganja suncu može učiniti više štete nego koristi, posebno u klimama poput kalifornijske, gdje je sunčeve svjetlosti više."

Tim je sada osnovao startup kako bi komercijalno povećao proizvodnju svojih novih organskih solarnih ćelija.

Istraživanje objavljeno u časopisu Nature Sustainability možete pronaći na ovoj poveznici.