Avietės, gervuogės ir erškėtrožių arbata – KTU tyrėjai moko moksleivius kurti energiją iš uogų

Saulės spinduliai – kasdienis reiškinys, slepiantis milžinišką energijos potencialą. Tačiau kol didžioji šios energijos dalis vis dar iššvaistoma, mokslininkai ieško būdų, kaip ją paversti elektra efektyviau ir išradingiau. Nuo pažangiausių kristalinių struktūrų iki gamtos įkvėptų sprendimų – net uogų pigmentų – jų eksperimentai atveria netikėtas galimybes.

„Skaičiavimai rodo, kad tinkamai ištobulinus saulės elementus būtų galima visiškai patenkinti visuomenės energijos poreikius. Didelis jų privalumas – universalumas: saulės elementus galima įrengti beveik bet kur – nuo didelių laukų plotų, kiemų ar namų stogų iki kasdienių buities daiktų, tokių kaip kuprinės, lemputės ar išorinės baterijos“, – sako Kauno technologijos universiteto Cheminės technologijos fakulteto (KTU CTF) mokslininkė ir Technologinių ir fizinių mokslų ekscelencijos centro (TiFEC) tyrėja dr. Šarūnė Daškevičiūtė.

Lietuvoje saulės pakanka

Pasak KTU mokslininkės, šiuo metu daugiausia – apie 90 proc. – naudojami polikristalinio silicio saulės elementai, tačiau jų gamyba išlieka brangi ir sudėtinga. Kaip pigesnė alternatyva sparčiai plinta organiniai ir hibridiniai trečiosios kartos elementai.

„Europos Sąjungoje (ES) tik kiek daugiau nei 20 proc. energijos išgaunama iš atsinaujinančių šaltinių. Siekiama, kad iki 2030 m. ši dalis išaugtų iki 42,5 proc., o iki 2050 m. būtų pasiektas klimato neutralumas, reiškiantis nulinę šiltnamio efektą sukeliančių dujų emisiją“, – pasakoja Š. Daškevičiūtė.

Šiuo metu komerciškai prieinami saulės elementai vis dar yra gana brangūs, todėl mokslininkai ir inžinieriai nuolat ieško būdų sukurti pigesnes jų alternatyvas.

Vis dėlto, pasak Š. Daškevičiūtės, galima pasidžiaugti, kad šiandien Lietuvoje sparčiai daugėja saulės elektrinių. Prie to reikšmingai prisidėjo valstybės subsidijos, kurios sudarė palankesnes sąlygas gyventojams tapti elektrą gaminančiais vartotojais.

Uogos – ne tik maistui, bet ir energijai

KTU CTF mokslininkas ir TiFEC tyrėjas dr. Ernestas Kasparavičius pasakoja, kad viena pagrindinių saulės elementų sudedamųjų dalių yra šviesą sugeriantis sluoksnis. Jis gali būti sudarytas iš natūralių dažiklių arba cheminių junginių, gautų sintezės būdu. Uogos šiuo atžvilgiu yra vertingos, nes jų sudėtyje esantys pigmentai geba efektyviai sugerti saulės šviesą.

Jau keletą metų KTU tyrėjai (Š. Daškevičiūtė, KTU CTF mokslininkė dr. Aistė Jegorovė ir E. Kasparavičius) moksleiviams demonstruoja eksperimentus, susijusius su saulės elementų gamyba. Mintis panaudoti uogas kaip šviesą sugeriantį sluoksnį gimė iš siekio parodyti netradicinį požiūrį ir paskatinti moksleivių žingeidumą.

Mokslininkų dėmesys – chlorofilams

Š. Daškevičiūtė pažymi, kad tokios uogos kaip avietės ar gervuogės puikiai auga Lietuvos klimate ir turi pakankamai pigmentų, jog iš jų būtų galima pagaminti saulės elementus. Vis dėlto jų efektyvumas yra gerokai mažesnis nei laboratorijose išgautų dažiklių, nes natūralūs junginiai biologiškai skyla.

„Paprastą to iliustraciją galima rasti pačioje gamtoje: augalui lapai atlieka saulės elementų funkciją, aprūpindami jį energija, tačiau, kaip žinome, augalai reguliariai numeta lapus ir išaugina naujus – tarsi atnaujindami savo saulės elementus“, – pasakoja ji.

Mokslininkai tiria šiuos skirtumus, nes tokios žinios gali prisidėti prie naujų, gamtos įkvėptų saulės elementų technologijų kūrimo. Kitaip tariant, siekiama ne tik perimti iš augalų tam tikrus veikimo principus, bet ir panaudoti skirtingų chlorofilų savybes efektyvesnei energijos gamybai.

Projektą „Technologinių ir fizinių mokslų ekscelencijos centras (TiFEC)“ Nr. S-A-UEI-23-1 finansuoja Lietuvos mokslo taryba ir Lietuvos Respublikos švietimo, mokslo ir sporto ministerija valstybės biudžeto lėšomis pagal programą „Universitetų ekscelencijos iniciatyva“.