A pillangók szárnyai adták az ötletet a kutatóknak, hogy hatékonyabb napelemeket fejlesszenek ki

A pillangók szárnyai újfajta napelemek kifejlesztését inspirálták, amelyek kétszer olyan hatékonyan képesek begyűjteni a fényt, mint korá...

A pillangók szárnyai újfajta napelemek kifejlesztését inspirálták, amelyek kétszer olyan hatékonyan képesek begyűjteni a fényt, mint korábban, és egy nap a mai technológia helyébe léphetnek.

A napelemek általában vastag cellákból készülnek, és egy konkrét szögben helyezkednek el, hogy a nap folyamán a lehető legtöbb fény érje őket. A vékony film napelemek, amelyek akár nanométeres vastagságúak is lehetnek, sok potenciállal rendelkeznek. Ezek olcsóbbak és könnyebbek, de mivel kevésbé hatékonyak, általában csak órákban és számológépekben használjuk őket a napelemek helyett.

A tudósok a farkasalma boszinkó pillangó fekete szárnyait tanulmányozták, és lemásolták a szerkezetét, hogy olyan vékony napelemeket hozzanak létre, amelyek még hatékonyabbak. Más típusú celláktól eltérően ezek sok fényt tudnak elnyelni a szögtől függetlenül, és könnyen elkészíthetők. A kutatók az eredményeket a Science Advances folyóiratban tették közzé. (1)

A farkasalma boszinkó pillangó egy Délkelet-Ázsiában őshonos faj. Mivel hidegvérű és napfényre van szüksége a repüléshez, fekete szárnyai úgy fejlődtek ki, hogy nagyon hatékonyan elnyeljék az energiát.

"Az igazán érdekes dolog az, hogy a pillangók, amelyek több millió éven keresztül történt természetes kiválasztódás eredményeként alakították ki ezeket a bonyolult struktúrákat, még mindig felülmúlják a  mi jelenlegi mérnöki tudásunkat," - mondta a YaleNUS College biológia professzora, Vinod Saranathan.

Hogy kiderítsék, miért olyan hatékonyak ezek a pillangók, Radwanul Siddique, a Kaliforniai Technológiai Intézet biológiai szakembere által vezetett tudósok elektronmikroszkóppal nézték meg a szárnyakat, és létrehozták a nanoszerkezetük 3D-s modelljét.

A szárnyak apró pikkelyekből állnak, amelyekben véletlenszerűen elhelyezkedő lyukak vannak. Ezek a lyukak kevesebb, mint egymilliomod méter szélesek, és segítenek a fény szóródásában, ezáltal a pillangók szárnyai több hőt képesek elnyelni.

A lyukak mérete, eloszlása és alakja véletlenszerű, mondja Siddique. Számítógépes modellek segítségével a csapat rájött, hogy a lyukak helyzete és az elrendezése fontos a fény elnyeléséhez, de az alakjuk nem számít. Ezután hasonló struktúrát hoztak létre, amely nagyon vékony hidrogénezett amorf szilícium lemezeket tartalmaz, amelyek azonos típusú lyukakkal rendelkeznek.

A legtöbb napelem egy bizonyos szögben van elhelyezve, ami azt jelenti, hogy sok energiát generál néhány óra alatt, majd nem túl sokat az idő hátralévő részében. A Siddique technikáját használó napelemek azonban sokkal több energiát képesek termelni a nap során. (2)

(1) - https://advances.sciencemag.org/content/3/
(2) - https://www.theverge.com/2017/10/19/165