Nanotechnologija sudarė sąlygas energijos konversijos ir saugojimo progresui, sumažino energijos vartojimą.

Didėjant pasaulio poreikiui pigiai energijai ir mažėjant gamtinių išteklių atsargoms,nanotechnologija gali suvaidinti svarbų vaidmenį mažinant energijos vartojimą ir gaminantdaugiau energijos. Šio rezultato siekiama kuriant pažangius energijos šaltinius, naujusmedžiagų mišinius, tobulinant energijos elementų technologijas ir kuriant mažesnį energijoskiekį naudojančius prietaisus.

Be to nanotechnologija gali padėti spręsti dabartines aplinkosaugos problemas, panaudojantnanokatalizatoroius, filtravimo prietaisus ir antibakterines dangas.

Spalvai jautrūs saulės elementai:Saulės šviesos konversija į elektros energiją molekuliniame lygmenyje

Energijos vartojimą galima sumažinti panaudojus įvairiasstrategijas:•Medžiagų mišiniai (nanomedžiagos sumaišomos supaprastomis medžiagomis):

• Terminės izoliacijos gerinimas.• Kuro vartojimo mažinimas, mažinant transporto priemonės

svorį ar trintį.•Šildymo ir apšvietimo sistemų tobulinimas

• Įprastas volframines šviesos lempas pakeisti naujais šviesąemituojančiais prietaisais, kurių struktūra sudaryta išnanokristalų.

•Elementai• Ilgesnis gyvavimo ir pakrovimo išlaikymo laikas

Energijos vartojimo mažinimas

Tradiciniai saulės elementaiTradiciniai iš Si pagaminti saulės elementai gaminami vieną ant kitokaip sumuštinį sudedat labai švarius kristalus.Privalumai:•Yra labai efektyvūsTrūkumai:•Brangūs.•Saulės elementų gamyboje suvartojama daug energijos.•Absorbuoja ribotą energijos spektrą.

Šviesai jautrūs saulės elementai (“Grätzel Cells”)

•Dažų molekulės (kurios gerai absorbuoja šviesą ir veikia kaip molekulinėantena) pritvirtinamos prie puslaidininkinio nanastruktūrinio paviršiaus.

•Nanastruktūrinis puslaidininkio paviršiaus plotas yra labai didelis, todėlšviesos absorbcija maksimaliai padidėja, o elemento dydis - sumažėja.

•Šviesa yra sugaunama dažų molekulėse, o ne puslaidininkio matricoje. Taireiškia, kad elementuose gali būti panaudojamas platesnis šviesos spektras.

Daugelyje pasaulio vietų, ypač besivystančiame pasaulyje,egzistuoja daug aplinkosaugos problemų. Nanotechnologija galipasiūlyti pigių ir paprastų jų sprendimo būdų. Keletas pavyzdžių:•Nanokatalizatoriai - t.y. sulfanilamidų pašalinimas iš naftos.•Nanofiltrai - t.y. bakterijų/virusų pašalinimas iš geriamo vandens•Gėlinimas – geriamo vandens gavimas iš jūros vandens.•Žemės produktyvumo didinimas–t.y. nanodyžio poras turinčiosmedžiagos sulaiko dirvoje vandenį ir maistingas medžiagas.•Antibakterinė danga – t.y. bakterijas naikinančių sidabronanodalelių panaudojimas audinių dangose.

Energija ir aplinka

Daugumai bendruomenių geriamas vanduo yra didelė problema. Butelyje, pavadintame “Gyvenimo sargas”, naudojami virusus ir bakterijas naikinantys nonofiltrai.

Iš nanostruktūrų sudaryti saulės elementai yra vienas iš pigių ir efektyvių energijos šaltinių gamybos būdų.

Paveikslėlis iš Nanoscience Centre, University of Cambridge

Šviesai jautrių saulės elementų schema

(šaltinis: M. R. Jones, Wikipedia Commons)

Anglies nanovamzdeliai gali būti pridedami į mišinius. Jie yra šešis kartus lengvesni už plieną, bet dešimt kartų stipresni.

James Bendall, University of Cambridge A. Eychmüller , Technische Universität Dresden

Nanomedžiagos, tokios kaip nanokristalai, (puslaidininkinės nanodalelės) gali būti naudojamos mažą energijos kiekį naudojančiose šviesą spinduliuojančiuose prietaisuose.

Nanotechnologija iraplinka

Sprendimai:1. Kuriami silicio nanokristalai, kurie absorbuoja daugiau saulės

energijos2. Biomimikrijos metodas, imituojantis natūralų fotosintezės procesą.

Nanokatalizė naudojama sulfanilamidų pašalinimui iš naftos žaliavos. Paveikslėlyje matosi du molibdeno disulfido nanosluoksniai, susidedantys iš 15 Mo atomų ir 42 S atomų.

Copyright © Interdisciplinary Nanoscience Centre (iNANO), Aarhus University 2008

www.nanoyou.eu

Tokio tipo elementuosevykstantys procesai pamėgdžiojanatūralų fotosintezės procesą.

Tradicinis saulės elementas