Marx.ba

Solarni paneli mogu značajno pridonijeti globalnoj tranziciji na obnovljive izvore energije, pogotovo ako se ostvare obećanja o čudesnim novim solarnim ćelijama na bazi perovskita. A upravo umjetna inteligencija pomaže inženjerima u izgradnji solarnih ploča od tog čudesnog materijala

Perovskit je mineral kalcij-titanijevog oksida sa specifičnom kristalnom strukturom koja omogućava razvoj materijala s neobičnim svojstvima, pogodnima za najrazličitije tehnološke primjene. Otkriven je na Uralu 1839. godine, a svoj neobičan naziv dobio je po ruskom geologu Levu Aleksejeviču Perovskom.

Već petnaestak godina nalazi se u fokusu istraživanja solarne energije jer njegova poluvodička hemijska i fizikalna svojstva obećavaju revoluciju u proizvodnji solarnih panela, a time i golem napredak u razvoju obnovljive energije.

Svijetom solarnih ćelija još od sredine 20. stoljeća vladaju solari temeljeni na siliciju. Međutim njihova je proizvodnja relativno skupa, energetski zahtjevna i štetna za okoliš. Perovskiti se s druge strane mogu proizvoditi na sobnoj temperaturi, što ih čini jeftinima i ekološki prihvatljivima. Nadalje, silicij je krut i neproziran dok se perovskiti mogu modificirati da budu fleksibilni i prozirni.

Koncept perovskitnih solarnih ćelija predstavljen je još 2006. godine. One se od tada smatraju najperspektivnijom visokoučinkovitom i jeftinom alternativom aktualnim ćelijama na bazi silicija, ali najveći problem s njihovim uvođenjem u komercijalnu proizvodnju bila je, dakle, njihova krhkost i nestabilnost.

Prve perovskitne ćelije, koje je 2009. razvio japanski inženjer i elektrokemičar Tsutomu Miyasaka, radile su samo nekoliko minuta prije nego što bi se raspala njihova struktura. Prevladavanjem tog problema godinama se bave stručnjaci širom svijeta, a čini se da su naučnici sve bliže razvitku perovskitnih solarnih panela koji traju dovoljno dugo da budu komercijalno održivi.

Koristeći se novim tehnikama mjerenja brzine “starenja” perovskita, tim naučnika utvrdio je da njihov panel može, na temperaturi od prosječno 35 stepeni Celzija, pod konstantnim osvjetljenjem raditi s učinkovitošću od 80 i više posto najmanje pet godina. To je ekvivalent od 30 godina rada u stvarnim atmosferskim uvjetima u gradu poput Princetona u New Jerseyju, tvrde naučnici.

Budući da prosječan vijek trajanja silicijskih solarnih panela iznosi 25 do 30 godina, perovskitne ćelije postale su i više nego konkurentne. Ta obećavajuća tehnologija napokon je, kako se čini, postala sadašnjost.

Naučnici su, piše The Independent, uspješno izgradili novi sistem koji koristi umjetnu inteligenciju da bi pokušali otkriti kako bolje izgraditi te slojeve. Umjesto pretraživanja videozapisa da bi otkrili kako i funkcioniraju različiti slojevi, istraživači su uspjeli uvježbati računarski sistem da uoči skrivene znakove dobrih i loših premaza. Nakon što je sistem izgrađen, mogao se bolje koristiti i pomoći razumjeti kako promijeniti proizvodnju da bi ona bila učinkovitija, rekli su istraživači.

– Ovo su jako uzbudljivi rezultati, rekao je Ulrich W. Paetzold, istraživač s Instituta za tehnologiju u Karlsruheu, koji je radio na novoj studiji.

– Zahvaljujući kombiniranoj upotrebi umjetne inteligencije, imamo čvrst trag i znamo koje je parametre potrebno promijeniti na prvom mjestu kako bismo poboljšali proizvodnju. Sada možemo ciljano provoditi svoje eksperimente i više nismo prisiljeni tražiti iglu u plastu sijena. Ovo je plan za daljnja istraživanja koja se također odnose na mnoge druge aspekte energije i znanosti o materijalima, ustvrdio je Paetzold.

Naučnici su dugo bili uzbuđeni zbog mogućnosti razvoja novih perovskitnih tandemskih solarnih ćelija koje bi mogle doći do masovne proizvodnje iznačajno poboljšane učinkovitosti – veće od 33 posto – što je značajno više od mogućnosti konvencionalnih silicijskih solarnih ćelija.

Tandemske solarne ćelije također imaju niz prednosti. Oslanjaju se na jeftine sirovine i mogu se napraviti relativno jednostavno. Međutim inženjeri su se suočili s problemom njihove jeftine i široke proizvodnje. Kako bi bili učinkoviti, proizvođači moraju napraviti vrlo tanak, visokokvalitetni sloj perovskita, a to je teško učiniti. Pritom se oslanjaju na složen proces koji značajno varira, uz niz pokušaja i pogrešaka na tom putu.