Sonne, Regen, Energie

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Solar PanelSolar Panel
Solar Panel

Die Argumente für und gegen die verschiedenen Möglichkeiten der Erneuerbaren Energien sind zum Großteil bekannt. Die schwankende Intensität der Elemente, die hohen Investitionskosten und schwierige Speicherung der Energie sind nur einige der Probleme, die immer wieder angeführt werden. Die Forschung hat sich in den vergangenen Jahren zunehmend mit den verschiedenen Einschränkungen der grünen Energien auseinander gesetzt und versucht diese zu überwinden. Jetzt haben Forscher der Ocean University of China (Qingdao) und der Yunnan Normal University (Kunming, China) ein Solarmodul entwickelt, dass sowohl bei Sonne, als auch Regen Strom produzieren kann.

Das besondere an der an der Solarzelle ist ein hauch­feiner transpa­renter Film aus Graphen, der wie eine Elektrode funktioniert, welche aus den Regentropfen die Ionen bindet. Diese positiv geladenen Ionen bilden mit der doppelten Schicht aus Elektronen im Graphen einen natürlichen Kondensator. Aus der elektrischen Potentialdifferenz wird dann Strom erzeugt.

Die stabile Existenz von Graphen wurde erstmals 2004 von Andre Geim und Konstantin Novoselov nachgewiesen. Es handelt sich dabei um eine zweidimensionale Kohlen­stoff­modi­fi­kation aus bienen­waben­förmig ver­knüpften Kohlen­stoff­atomen. Sie wird durch die Oxi­dation von Graphit, Trennung der einzelnen Schichten und an­schließende Reduktion herge­stellt. Graphen besitzt außer­ge­wöhn­lichen elek­tro­nischen Eigen­schaften. So ist es reich an Elek­tronen, die über die gesamte Schicht frei beweg­lich sind, und elek­trisch leit­fähig. Des Weiteren kann Graphen in wässrigen Lösungen mit seinen Elek­tronen positiv geladene Ionen binden. Gleichzeitig ist das Material enorm fest und widerstandsfähig. Geim und Novoselov bekamen für ihre Forschungen rund um das Graphen 2010 sogar den Nobelpreis für Physik.

Die Entwicklung der graphenbeschichteten Solarzelle ist einer der ersten Schritte hin zu einer Nutzung des Materials, die über den wissenschaftlichen Einsatz hinaus geht. Trotzdem hat das neue Paneel noch Optimierungsbedarf. So können bisher nur rund 6,5 Prozent der aus dem Regen erhaltenen Energie umgesetzt werden, während eine herkömmliche gute Solarzelle auf um die 20 Prozent kommt.

Die Forschungen und Entwicklungen im Bereich der Solarenergie haben sich in den letzten Jahren vor allem darauf konzentriert, die Zellen auch für den geringsten Lichteinfall zu optimieren. Mit ihren Regen-Solarzellen haben die chinesischen Wiisenschaftler neue Möglichkeiten für die Hersteller eröffnet und den Anreiz für ein Allwetter-Panel weiter gestärkt. Insbesondere regenreiche Regionen könnten ein großes Interesse an einer Optimierung der Solarzellen hin zur Regenenergie haben und diese entsprechend fördern. Man darf gespannt sein.

Quelle:
http://www.deutsche-mittelstands-nachrichten.de/2016/04/82407/
http://www.pro-physik.de/details/news/9173611/Strom_bei_Sonne_und_Regen.html

 

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