Grätzel-kenno
Windesol - Tuuli- & aurinkovoima tietosanakirja
Sisällysluettelo |
Yleistä
Grätzel-kennossa uskotaan löytyneen luonnosta löytyneen ratkaisu, jonka avulla aurinkovoimaloista saadaan tehokkaampia ja näin myös halvempia. Gräzel-kennon keinotekoinen väriaine perustuu orgaaniseen porfyriiniin eli lehtivihreässä (klorofyllissä) esiintyvään aineeseen. Porfyriiniä löytyy myös hemoglobiinista johon sitoutuneena kulkee elimistössä.
Materiaali ja toiminta
Grätzel-paneleiden uskotaan olevan edullisempia valmistaa kuin perinteisten piipohjaisten kennojen valmistaminen maksaa. Vaikka piitä on tarjolla luonnossa yllinkyllin niin sen jalostaminen niin puhtaaseen muotoon, että se kävisi aurinkokennoihin, on kallista ja kuluttaa suuret määrät energiaa.
Grätzel-kennojen valmistus on suhteellisen edullista valmistaa, sillä ne perustuvat titaanidioksidiin. Titaanidioksidi on ympäristölle vaaraton ja yleinen yhdiste, jonka muita käyttökohteita ovat aurinkovoiteissa, valkoisissa maaleissa sekä kosmetiikassa. Titaanidioksidin ominaisuuksiin kuuluu kyky kerätä energiaa vähäisestäkin valosta, joka mahdollistaa toiminnan myös pilvisellä säällä. Grätzel-paneleiden odotetaan tuottavan paremmin verrattuna perinteisiin paneleihin, sillä perinteiset tarvitsevat toimiakseen suoraa auringon paistetta ilman varjoja.
Grätzel-kennojen toiminta perustuu väriainemolekyyleihin jotka on titaanidioksidiin sitoutuneena. Nanokokoisten titaanioksidihiukkasten pinnalla on väriaine, esimerkiksi porfyriini. Tämä väriaine muuttavat auringon valon sähköksi yhdessä titaabidioksidin kanssa. Kun auringonvalon fotonit osuvat väriaineeseen, vapautuu elektroneja, jotka kulkevat titaanidioksidihiukkasten läpi näin muodostaen virtapiirin.
Muuta
Ensimmäiset piiaurinkokennot eivät pystyneet koko elinkaarensa aikana tuottamaan valmistuksessa kulunutta energiaa takaisin. Vaikka viime vuosikymmeninä on piipohjaiset aurinkokennot kehittyneet ovat ne vieläkin niin kalliita etteivät ne pysty kilpailemaan fossiilisilla polttoaineilla tai ydinvoimalla tuotetun sähkön kanssa. Tästä syystä aurinkosähkön osuus koko maailman sähköntuotannosta onkin vain 0,4 prosenttia.
Grätzel-kennot on nimetty sveitsiläisen kemistin Michael Grätzelin mukaan. Hän on ollut 1990-luvulta kehittämässä väriherkistettyä kennoa, mutta aiemmin hänen keksimäänsä kennoa ei pidetty tarpeeksi hyvin toimivana vaihtoehtona perinteisille piikennoille. Ongelmana on ollut saada väriaine pysymään vakaana. Edeltavien väriaineiden vakain on perustunut rutenium-metalliin joka on arvokasta mutta siitä huolimatta ne ovat päässeet jo sarjatuotantoon ja niitä on jo lähetetty Etelä-Afrikkaan ensimmäiset 100 000 kennoa.
Grätzel-kennosta ollaan kehittämässä läpikuultavaa versiota jota voitaisiin käyttää ikkunoissa. Näissä kennoissa tarkoituksena on hyödyntää porfyyriiniä väriaineena.
Uskomukset
- Grätzel-kennojen uskotaan myös toimivan varjossa.
- Michael Grätzel, Grätzel-kennon kehittäjä uskoo tulevaisuuden kuuluvan uusille orgaanisille väriaineille.
- Väriainekennot uskotaan madaltavan esteettistä kynnystä siirtyä aurinkovoiman käyttöön kun tulevaisuudessa voi olla mahdollista tehdä läpinäkyviä aurinkopaneleita joilla voidaan korvata normaali ikkunan lasi.
Lähteet
- Tieteen kuvalehti 11/2008
- http://www.tieteenkuvalehti.com/Crosslink.jsp?d=303&a=5044
