Przełomowe odkrycie Polaków. Fotowoltaika przy nim się chowa
Moduły termoelektryczne skonstruowane przez naukowców z AGH mają ponad dziesięciokrotnie większą gęstość mocy od tradycyjnych ogniw fotowoltaicznych. Wynalazcy poszukują teraz inwestora, który podejmie się stworzenia prototypowej linii produkcyjnej.
Dotychczasowo używane technologie konwertujące ciepło odpadowego na prąd cechuje niska wydajność i wysoka cena, co skutkuje ograniczeniami w ich używaniu. Według szacunków tylko około 40 proc. energii pochodzącej m.in. ze spalania węgla i węglowodorów jest wykorzystywane, podczas gdy pozostałe 60 proc. rozprasza się w powietrzu w postaci ciepła odpadowego.
W efekcie, aby zaspokoić zapotrzebowanie na energię elektryczną, musimy spalać więcej surowców, przyczyniając się w ten sposób do negatywnych zmian klimatycznych i wysokich kosztów paliw.
Sytuacja może się niedługo zmienić, dzięki naukowcom i doktorantom z AGH, którzy opracowali niedrogie moduły termoelektryczne o gęstości mocy przewyższającej ponad dziesięciokrotnie ogniwa fotowoltaiczne.
Tanie i wydajne moduły opracowane w AGH
Zespół kierowany przez prof. dr. hab. inż. Krzysztofa Wojciechowskiego z Wydziału Inżynierii Materiałowej i Ceramiki AGH we współpracy z partnerami z Sieci Badawczej Łukasiewicz oraz Instytutu Fizyki PAN w Warszawie opracował i wytworzył prototypowe moduły termoelektryczne o gęstości mocy zbliżonej do 2,5 kW/m2, co daje im dziesięciokrotną przewagę pod tym względem nad komercyjnymi ogniwami fotowoltaicznymi.
W ocenie twórców proces technologiczny wytwarzania oraz koszt materiałowy opracowanego rozwiązania nie odbiega od elementu fotowoltaicznego o tożsamych rozmiarach. – Zważywszy na znacznie większą gęstość mocy konwerterów termoelektrycznych, cena za 1 W mocy elektrycznej powinna być też znacznie korzystniejsza niż w przypadku paneli fotowoltaicznych – deklaruje prof. Wojciechowski.
Koszt modułów udało się znacząco obniżyć w stosunku do komercyjnych odpowiedników m.in. dzięki zastąpieniu ceramicznych okładzin mniej kosztownymi i znacznie lepiej przewodzącymi ciepło stopami aluminium. Co więcej, stopy aluminium są łatwiej formowalne niż ceramika, dzięki czemu można konstruować moduły o niemal dowolnych kształtach dostosowanych do danego systemu odzysku ciepła.
Naukowcy szukają inwestora
Cena modułu termoelektrycznego stworzonego w warunkach laboratoryjnych, gdzie wszystkie prace były wykonywane niemalże ręcznie przez członków zespołu, osiąga wartość zbliżoną do smartfona z najwyższej półki. Jednak zdaniem twórców automatyzacja i masowość produkcji pozwoliłaby na obniżenie kosztów wytworzenia co najmniej do poziomu powszechnie dostępnej fotowoltaiki. Dlatego naukowcy poszukują inwestora, który będzie gotów podjąć się tego wyzwania.
— Firmy produkujące bądź rozwijające technologie termoelektryczne istnieją obecnie tylko w Chinach, Stanach Zjednoczonych, Ukrainie i Rosji. Na rynku europejskim praktycznie nie ma konkurencji, więc jest szansa na dobry zysk. Bardzo bym chciał, żeby znalazł się w Polsce ktoś, kto uzna, że cel jest wart ryzyka, i zbuduje prototypową linię produkcyjną. Jeżeli uda się uzyskać niskie koszty wytworzenia modułów termoelektrycznych, możemy naszymi produktami podbić świat — podsumowuje prof. dr hab. inż. Krzysztof Wojciechowski.
