Novi patent čini solarne panele mnogo ekološkijim

Solarna industrija doživjela je svoju najprofitabilniju godinu do sada. Kako je sve više potrošača prihvatilo održivi način života, tražili su tehnologiju kako bi podržali svoje napore za smanjenje emisija. Međutim, većina energije na velikim potrošačkim tržištima kao što su Sjedinjene Američke Države dobiva se iz fosilnih goriva, što ograničava napore za ublažavanje klimatskih promjena.

Međutim, ohrabrujuće je da istraživači istražuju nove načine potpore obnovljivoj energiji i postizanja nacionalnih ciljeva neutralnosti ugljika. Jedan od ekoloških izazova povezan je s često neodrživim procesima proizvodnje solarnih panela.

Ovo je mjesto gdje kemijski izum dobitnik Nobelove nagrade može pomoći u smanjenju utjecaja solarnih panela na okoliš.

Konvencionalne industrijske proizvodne prakse prošle su godine koristile 36% opskrbe energijom u SAD-u. Većina izvora energije stvara emisije stakleničkih plinova. Kada emisije dođu u atmosferu, one mijenjaju njezin sastav i ometaju proces kontrole Zemljine temperature.

Prirodno, planet upija sunčevu svjetlost, proizvodi toplinu, zagrijava svoju površinu, skuplja dodatnu energiju i šalje je u svemir. Kada staklenički plinovi prodiru u atmosferu, ometaju proces. Emisije pretvaraju sunčevu svjetlost u toplinu učinkovitije od tradicionalnih atmosferskih elemenata. Oni također zadržavaju višak energije u okolišu, što nadopunjuje proces grijanja. Prekomjerna proizvodnja i zadržavanje topline na planetu podiže temperature na površini i stvara domino efekt degradacije okoliša.

Proizvodnja solarnih panela koristi kaustične kemikalije kao što su fluorovodična kiselina i natrijev hidroksid. Proizvođači također koriste vodeno intenzivne postupke za izradu dijelova panela. Kemijsko onečišćenje i onečišćenje otpadnih voda koje nastaje proizvodnim procesom ograničava održivost uređaja obnovljivih izvora energije.

Ograničene mogućnosti recikliranja stvaraju izazov za okoliš kada ploče dosegnu svoj rok trajanja. Kemikalije poput 1,1,1-trikloretana mogu se ispirati u lokalne ekosustave i pridonijeti uništavanju ozona. Ova tvar također može izazvati reakcije slične trovanju alkoholom kod ljudi koji s njom blisko komuniciraju.

Projekt za Nobelovu nagradu

Dva znanstvenika, David WC MacMillan i Benjamin List, koji su nedavno dobili Nobelovu nagradu za kemiju, ocijenili su kemijske i energetske izazove izrade solarnih panela i stvorili ekološki prihvatljivo rješenje. Otkrili su metodu za razvoj molekula s minimalnim utjecajima na okoliš.

Izum može pomoći SAD-u i drugim nacijama da smanje ugljični otisak dok se onečišćenje na površini minimizira.

MacMillan i List razvili su učinkovit alat za molekularnu konstrukciju s minimalnim ekološkim utjecajima nazvan organokataliza. Kemičari koriste katalizatore za stvaranje mnogih proizvoda koji pomažu kemijskim reakcijama u farmaceutskim proizvodima, plastici, aditivima za hranu i proizvodnji solarnih ćelija.

Istraživači procjenjuju da 35% svjetskog bruto domaćeg proizvoda (BDP) proizlazi iz katalize. Prije su kemičari koristili metale i enzime za proizvodnju reakcija. Organokatalizatori dodaju još jednu opciju za poboljšanje reakcije.

Kataliza stvara male organske molekule koristeći tradicionalne metalne spojeve. Organokatalizatori mogu uhvatiti sunčevo zračenje u stanicama, smanjujući potražnju za otrovnim aditivima. Korištenje spojeva metala također smanjuje degradaciju od rudarenja uz prikupljanje rijetkih i iscrpljivih resursa.

Minimiziranje degradacije stvara nekoliko ekoloških i ekonomskih koristi. Predsjednik Joe Biden postavio je nacionalni cilj neutralnosti ugljika po preuzimanju dužnosti; međutim, kontinuirana globalna vezanost za izvore energije dobivene iz fosilnih goriva ograničava održivost plana.

Solar nudi metodu bez emisija za održavanje modernog načina života uz očuvanje atmosfere. Smanjenje svih štetnih učinaka solarne energije i proizvodnje panela može učinkovito smanjiti onečišćenje zraka i tla uz potporu konvencionalnim aktivnostima kao što je pogon električnih vozila.

Dobitnici Nobelove nagrade također su stvorili zahtjev za većom svjesnošću o životnom ciklusu proizvoda. Ljudi rijetko razmišljaju o utjecaju svojih kupnji prije ili nakon upotrebe. Razvoj organskih katalizatora može povećati vaše razmatranje.

Pojedinci moraju procijeniti potpune utjecaje na okoliš proizvodnje, uporabe i procesa odlaganja solarnih panela. Proizvodnja stvara velike količine emisija i kemijskog onečišćenja na površinskoj razini. Proizvodni pogoni stvaraju oko dvije trećine globalnih emisija stakleničkih plinova.

Troškovi proizvodnje

MacMillanov i Listov izum također je povećao svijest o ekološkim utjecajima proizvodnih pogona. Kada kupujemo proizvod izgrađen na neodrživ način, preuzimamo dio emisija, povećavajući svoj ugljični otisak. Sagledavanje odgovornosti društva za degradaciju atmosfere korištenjem procesa životnog ciklusa promiče zelenu kupnju.

Sve više ljudi istražuje njegovu povezanost s klimatskim promjenama i sve većom potražnjom za zelenim proizvodima, poput održivih solarnih panela. Važan dio potrošača smatra da je ekološka proizvodnja nužna. Otprilike 75% milenijalnih kupaca spremno je platiti više cijene za proizvode koji su manje štetni za okoliš.

Kako ekološka svijest raste, znanstvenici i inženjeri zaštite okoliša moraju razviti dodatne tehnike za smanjenje emisija i površinskog onečišćenja. Projekt za Nobelovu nagradu minimizira učinke proizvodnje, poboljšavajući održivost početka životnog ciklusa. Stručnjaci bi se sada trebali usredotočiti na razvoj učinkovitih procesa na kraju životnog vijeka kako bi se smanjilo onečišćenje odlagališta otpada.

Glasujemo našim novcem

Razvoj MacMillana i Lista inspirirao je druge znanstvenike i inženjere za zaštitu okoliša na potragu za učinkovitim tehnikama recikliranja. Rijetki metali i toksični elementi u pločama ograničavaju njihovu kompatibilnost s konvencionalnim praksama recikliranja. Kemikalije mogu iscuriti iz uređaja kada stignu do odlagališta, stvarajući ekološku degradaciju.

Organokatalizatori minimiziraju toksične elemente unutar solarnih panela, smanjujući kontaminaciju na kraju njihova životnog vijeka. Profesionalci mogu dodatno povećati održivost recikliranja solarnih panela poboljšanjem dugovječnosti uređaja ograničavanjem potrebe za preradom. Osim toga, mogu pronaći načine za obnovu ploča umjesto da ih transportiraju u pogon za recikliranje.

Svi mi možemo pomoći u poboljšanju održivosti sektora obnovljivih izvora energije zahtijevajući zelenu proizvodnju i procese recikliranja. Možemo pomoći u promjeni razine industrijske ekološke svijesti kupnjom od proizvođača s niskim emisijama umjesto njihovih konkurenata koji degradiraju okoliš.

S vremenom, glasovanje našim novcem može učinkovito promicati održive promjene.