Az Imperial College London kutatói egy új formájú napelem konstrukciót terveztek, ami két célt is megvalósít egyszerre: a levelek szerkezetét utánozva, víz párologtatásával hűti az energiát generáló paneleket és egyúttal tiszta vizet állít elő. A fotovoltaikus-levelek (photovoltaic leaf, PV-leaf) a növények transzspirációs folyamatait imitálják, aminek során a növény belső szerkezetén keresztül felfelé haladó víz a levelekhez, lombozathoz érkezve azon keresztül párolog el. A párolgás mértékét többek között a sztómák, egyfajta gázcserenyílások szabályozzák. Szükség esetén a sztómák lezárásával a növény képes rá, hogy visszatartsa a nedvességet, mivel ilyenkor csak a kutikularétegen át jut a szabadba az elpárolgó víz, de ilyenkor körülbelül tizedére csökken a vízleadás.

A mesterséges rendszerben ehhez hasonlóan valósítják meg a PV-levelek hűtését, méghozzá pumpák és ventilátorok nélkül. A levelek belsejében természetes rostszálakon át halad a víz és nedvszívó hidrogél hozzáadásával növelik a vízfelvevő és megtartó képességet. Ez segít csökkenteni a napelemek hőmérsékletét és egyúttal, a folyamat közben, a vizet is megtisztítja. A tesztek szerint a napelemek teljesítménye 13,6%-kal nő a hűtés hatására, miközben évente akár 40 milliárd köbméter friss vizet állíthatnak elő velük: ez utóbbi számok eléréséhez persze jelentős mennyiségű PV-levél telepítésére van szükség. A próba során a transzspirációs rendszer 590 W/m2 hőt vont el a napelemektől és 1,1 L/h/m2 vizet tisztított meg.

A biomimetikus struktúra a kutatók leírása szerint környezetbarát, olcsó és könnyen elérhető anyagokból készül, ez különösen alkalmassá teszi arra, hogy a jelenleg alkalmazott napelem-hűtési technológiákkal felvegye a versenyt.

(Fotó: Gan Huang/Imperial College London, Huang et al/Nature Communications)