Onderzoekers van het Royal Institute of Know-how (KTH) en Linköping College creëerden organische zonnepanelen uit houtderivaten. Concreet gebruikten ze lignine uit houtpulp om de stabiliteit en milieuvriendelijkheid van hun zonnecellen te verbeteren. Ondanks dat het een organisch materiaal is, maakt lignine energieoverdracht mogelijk.

Groene technologieën verliezen hun doel als we ze creëren met behulp van milieuschadelijke methoden. Elektrische batterijen kunnen bijvoorbeeld nog steeds bijdragen aan de klimaatverandering als we het afval uit de mijnbouw van de materialen niet op de juiste manier afvoeren. Gelukkig zou het nieuwste onderzoek van deze Zweedse instellingen dit probleem voor zonnepanelen kunnen helpen oplossen.

Dit artikel bespreekt hoe onderzoekers organische zonnepanelen hebben gemaakt van houtbijproducten. Later zal ik andere verbazingwekkende doorbraken delen die we met hout hebben bereikt.

Hoe maakten ze organische zonnepanelen?

Bij het maken van papier wordt hout omgezet in houtpulp met behulp van het Kraft-proces. ScienceDirect zegt dat Kraft Lignine (KL) een van de bijproducten is. Dat is wat de wetenschappers gebruikten om hun organische zonnepanelen te maken.

Lignine vormt robuuste waterstofbruggen met traditionele materialen voor de kathode-interfacelaag (CIL), zoals bathocuproïne (BCP). Het zijn de stoffen waaruit het onderdeel bestaat dat zonlicht in elektriciteit omzet.

De combinatie van BCP en KL creëert een binaire interfacelaag die de stabiliteit en efficiëntie van traditionele CiL’s kan overtreffen. Elektronen moeten tussen de organische materialen van een zonnecel en het kathode-interface passeren.

Lignine kan die bindingen vormen, waardoor energieoverdracht door een zonnecel mogelijk wordt. Wetenschappers hebben dat mogelijk gemaakt door KL en BCP in een oplosmiddel op te lossen tot een homogene oplossing.

Vervolgens pasten ze dat toe op de kathodezijde van hun zonnecellen. De oplossing bevindt zich dus tussen de actieve laag die licht absorbeert en de kathode.

Hierdoor kan de binaire CIL het elektronentransport effectief vergemakkelijken en tegelijkertijd voorkomen dat de actieve laag wordt afgebroken. Als gevolg hiervan verbetert de lignine de prestaties en levensduur van het organische zonnepaneel.

“We hebben een materiaal, of composiet, gemaakt van kraftlignine dat het contactoppervlak zal vormen met de kathodelaag”, legt Qilun Zhang, een van de auteurs van het onderzoek, uit.

Dit vind je misschien ook leuk: Wetenschappers zullen houten ruimtesatellieten lanceren

“Het bleek dat de zonnecel veel stabieler werd. Het voordeel van kraftlignine is dat het veel waterstofbruggen kan creëren, wat helpt de zonnecel te stabiliseren.”

Organische zonnecellen komen mogelijk niet overeen met de efficiëntie van hun silicium-tegenhangers. Hun niet-toxiciteit, duurzaamheid en betaalbaarheid maken ze echter zeer geschikt voor verschillende toepassingen.

De debriefing zegt dat we al organische zonnepanelen gebruiken voor gebruik binnenshuis en energiezuinige apparaten zoals sensoren. Toch denken de onderzoekers dat ze deze verder kunnen verbeteren.

Andere houten innovaties

Zweedse onderzoekers creëerden organische zonnecellen door lignine toe te voegen, maar een andere thee transformeerde hout door het te verwijderen. Als gevolg hiervan creëerden materiaalwetenschapper Liangbing Hu en zijn workforce transparant hout.

Hout bestaat uit verschillende minuscule verticale kanalen die het water en de voedingsstoffen van een growth transporteren. Lignine bindt ze samen als een strakke bundel rietjes.

Door die substantie te verwijderen, bleef er een spierwitte, ondoorzichtige structuur achter, dus moesten ze epoxyhars aanbrengen om het transparant te maken. Het materiaal is dun, maar Hu ontdekte dat het beter presteert dan glas en plastic.

Dit vind je misschien ook leuk: AI stabiliseert satelliet-internetverbinding

“De resultaten zijn verbluffend: een stuk hout kan zo sterk zijn als glas”, zegt Hu. Hij en de andere onderzoekers ontdekten dat het drie keer sterker is dan transparant plastic en tien keer sterker dan glas.

We kunnen het misschien vervangen door beeldschermen en vensters. Biochemisch ingenieur Prodyut Dhar zei ook dat transparant hout ook een architectonisch kenmerk zou kunnen worden. Transparant hout isoleert beter dan glas, waardoor gebouwen de warmte kunnen blokkeren of vasthouden.

Hu en zijn collega-onderzoekers onderzochten deze mogelijkheid ook door polyvinylalcohol of PVA aan het materiaal toe te voegen. Het resultaat is dat het de warmte vijf keer beter isoleert dan glas.

Conclusie

Wetenschappers gebruikten het houtbijproduct lignine om organische zonnepanelen te maken. Het laat elektronen door, waardoor we milieuvriendelijkere zonnecellen kunnen maken.

Het materiaal zou zonnepanelen ook betaalbaarder en minder gevaarlijk voor consumenten kunnen maken. Het kan echter zijn dat we meer onderzoek en ontwikkeling nodig hebben om de praktische voordelen ervan te realiseren.

Voor meer informatie over deze methode voor het bouwen van organische zonnepanelen kunt u terecht op de web site Wiley onlinebibliotheek webpagina. Bekijk ook andere digitale ideas en traits op Inquirer Tech.