Lignina – nowy materiał do tworzenia ekologicznych ogniw słonecznych
Badacze z Linköping University i Royal Institute of Technology w Szwecji odkryli, że lignina, naturalny materiał organiczny, może być wykorzystana do tworzenia stabilnych i ekologicznych ogniw słonecznych. Nowe badanie wskazuje na nowe możliwości w produkcji energii słonecznej, wykorzystując ligninę z miazgi drzewnej.
Tradycyjne ogniwa słoneczne wykonane z krzemu, choć skuteczne, wymagają energochłonnego i skomplikowanego procesu produkcyjnego, który może nieść za sobą ryzyko niebezpiecznych wycieków chemicznych. Przez co organiczne ogniwa słoneczne, dzięki niskim kosztom produkcji, lekkości i elastyczności, zyskały na znaczeniu jako obszar intensywnych badań. Ich zastosowanie jest różnorodne, od użytku wewnątrz pomieszczeń do produkcji czujników czy urządzeń o zasilaniu niskoenergetycznym po zasilania osobistych urządzeń elektronicznych. Dotychczasowe organiczne ogniwa słoneczne, wytwarzane z plastików lub polimerów pochodzących z ropy naftowej, nie były w pełni ekologiczne.
Zespół badaczy z Linköping University i KTH Royal Institute of Technology opracował organiczne ogniwo słoneczne, gdzie część warstwy transportu elektronów w połączeniu z katodą w ogniwie jest wykonana z ligniny. Wykorzystywana w tej metodzie lignina, pochodzi bezpośrednio z miazgi drzewnej, otwiera drogę do stworzenia ogniw słonecznych niemal w całości z materiałów pochodzenia organicznego. Lignina wykazuje zdolność do tworzenia wielu wiązań wodorowych, co znacząco wpływa na stabilizację ogniwa słonecznego. Wcześniejsze badania wykorzystywały już chemicznie zmodyfikowane materiały na bazie drewna do zwiększenia niezawodności ogniw słonecznych, jednak najnowsze badania z Linköping skupiają się na wykorzystaniu surowej wersji ligniny. Praca została opublikowana w „Advanced Materials”.
Organiczne ogniwa słoneczne, w których wykorzystuje się ligninę, mają już praktyczne zastosowania, zwłaszcza w obszarach wymagających niskiego zużycia energii, takich jak czujniki. Profesor Mats Fahlman z Linköping University podkreśla, że jest to pierwszy krok w kierunku wprowadzenia organicznych ogniw słonecznych na rynek. Długoterminowym celem jest skalowanie tej technologii do większych zastosowań, takich jak czyste źródła energii. Wykorzystanie materiałów drzewnych w produkcji ogniw słonecznych nie tylko czyni cały proces bardziej przyjaznym dla środowiska, ale również otwiera drogę do zrównoważonej przyszłości energetycznej.
Badanie to stanowi ważny krok w kierunku bardziej zrównoważonej i ekologicznej przyszłości energetycznej. Wykorzystanie ligniny do tworzenia organicznych ogniw słonecznych może zmniejszyć zależność od materiałów opartych na ropie naftowej i zwiększyć stabilność oraz niezawodność tych urządzeń. To podejście otwiera nowe możliwości w dziedzinie energii odnawialnej, oferując alternatywę dla tradycyjnych metod produkcji energii słonecznej i przyczyniając się do zmniejszenia śladu węglowego.
Szymon Ślubowski
