Nový patent robí solárne panely oveľa ekologickejšími

Solárny priemysel zažil doteraz najziskovejší rok. Keďže čoraz viac spotrebiteľov si osvojilo udržateľný životný štýl, na podporu ich úsilia o zníženie emisií sa obracali na technológie. Väčšina energie na veľkých spotrebiteľských trhoch, ako sú Spojené štáty, však pochádza z fosílnych palív, čo obmedzuje snahy o zmiernenie klimatických zmien.

Je však povzbudzujúce, že výskumníci skúmajú nové spôsoby podpory obnoviteľnej energie a dosiahnutia národných cieľov uhlíkovej neutrality. Jedna z environmentálnych výziev súvisí s často neudržateľnými výrobnými procesmi solárnych panelov.

Práve tu môže chemický vynález ocenený Nobelovou cenou pomôcť znížiť dopad solárnych panelov na životné prostredie.

Konvenčné priemyselné výrobné postupy spotrebovali v minulom roku 36 % dodávok energie v USA. Väčšina zdrojov energie vytvára emisie skleníkových plynov. Keď emisie vstupujú do atmosféry, menia jej zloženie a zasahujú do procesu regulácie teploty Zeme.

Planéta prirodzene absorbuje slnečné svetlo, produkuje teplo, ohrieva svoj povrch, zbiera ďalšiu energiu a posiela ju do vesmíru. Keď sa skleníkové plyny dostanú do atmosféry, narušia proces. Emisie premieňajú slnečné svetlo na teplo efektívnejšie ako tradičné atmosférické prvky. Zadržiavajú tiež prebytočnú energiu v prostredí, čo dopĺňa proces vykurovania. Nadmerná produkcia a zadržiavanie tepla na planéte zvyšuje povrchové teploty a vytvára dominový efekt degradácie životného prostredia.

Pri výrobe solárnych panelov sa používajú žieravé chemikálie, ako je kyselina fluorovodíková a hydroxid sodný. Výrobcovia tiež používajú na výrobu panelových dielov procesy náročné na vodu. Chemické znečistenie a znečistenie odpadových vôd spôsobené výrobným procesom obmedzuje životaschopnosť zariadení na výrobu obnoviteľnej energie.

Obmedzené možnosti recyklácie predstavujú výzvu pre životné prostredie, keď panely dosiahnu svoju životnosť. Chemikálie ako 1,1,1-trichlóretán sa môžu vylúhovať do miestnych ekosystémov a prispievať k poškodzovaniu ozónovej vrstvy. Táto látka môže tiež spôsobiť reakcie podobné otrave alkoholom u ľudí, ktorí s ňou úzko spolupracujú.

Projekt udeľovania Nobelovej ceny

Dvaja vedci, David WC MacMillan a Benjamin List, ktorí nedávno získali Nobelovu cenu za chémiu, vyhodnotili chemické a energetické výzvy výroby solárnych panelov a vytvorili riešenie šetrné k životnému prostrediu. Objavili metódu na vývoj molekúl s minimálnym dopadom na životné prostredie.

Vynález môže pomôcť USA a ďalším národom znížiť ich uhlíkovú stopu a zároveň minimalizovať znečistenie povrchu.

MacMillan a List vyvinuli účinný nástroj na molekulárnu konštrukciu s minimálnymi vplyvmi na životné prostredie nazývaný organokatalýza. Chemici používajú katalyzátory na vytváranie mnohých produktov, ktoré napomáhajú chemickým reakciám pri výrobe liečiv, plastov, potravinárskych prísad a solárnych článkov.

Vedci odhadujú, že 35 % svetového hrubého domáceho produktu (HDP) pochádza z katalýzy. Predtým chemici používali kovy a enzýmy na vytváranie reakcií. Organokatalyzátory pridávajú ďalšiu možnosť na zvýšenie reakcie.

Katalýza vytvára malé organické molekuly pomocou tradičných zlúčenín kovov. Organokatalyzátory môžu zachytávať slnečné žiarenie v článkoch, čím znižujú dopyt po toxických prísadách. Použitie zlúčenín kovov tiež znižuje degradáciu z ťažby pri ťažbe vzácnych a vyčerpateľných zdrojov.

Minimalizácia degradácie vytvára niekoľko environmentálnych a ekonomických výhod. Prezident Joe Biden si pri nástupe do úradu stanovil národný cieľ uhlíkovej neutrality; Pokračujúce globálne spoliehanie sa na zdroje energie pochádzajúce z fosílnych palív však obmedzuje udržateľnosť plánu.

Solar ponúka bezemisnú metódu na udržanie moderného životného štýlu pri zachovaní atmosféry. Zníženie všetkých škodlivých účinkov slnečnej energie a výroby panelov môže účinne znížiť znečistenie ovzdušia a pôdy a zároveň podporovať konvenčné činnosti, ako je riadenie elektrických vozidiel.

Laureáti Nobelovej ceny tiež vytvorili požiadavku na väčšiu informovanosť o životných cykloch produktov. Ľudia len zriedka premýšľajú o vplyve svojich nákupov pred alebo po použití. Vývoj organických katalyzátorov môže zvýšiť vašu pozornosť.

Jednotlivci musia posúdiť celkový vplyv výroby, používania a likvidácie solárnych panelov na životné prostredie. Výroba vytvára veľké množstvo emisií a chemického znečistenia na úrovni povrchu. Výrobné závody produkujú asi dve tretiny celosvetových emisií skleníkových plynov.

Výrobné náklady

Vynález MacMillana a Listu tiež zvýšil povedomie o vplyvoch výrobných závodov na životné prostredie. Keď kupujeme produkt vyrobený neudržateľným spôsobom, preberáme časť emisií, čím zvyšujeme našu uhlíkovú stopu. Pohľad na zodpovednosť spoločnosti za degradáciu atmosféry pomocou procesov životného cyklu podporuje ekologické nakupovanie.

Stále viac ľudí skúma jeho súvislosť s klimatickými zmenami a rastúcim dopytom po ekologických produktoch, ako sú udržateľné solárne panely. Významná časť spotrebiteľov verí, že ekologická výroba je nevyhnutná. Približne 75 % miléniových nakupujúcich je ochotných zaplatiť vyššie ceny za produkty, ktoré sú menej škodlivé pre životné prostredie.

S rastúcim environmentálnym povedomím musia vedci a inžinieri v oblasti životného prostredia vyvinúť ďalšie techniky na zníženie emisií a znečistenia povrchu. Projekt Nobelovej ceny minimalizuje vplyvy výroby, čím zlepšuje udržateľnosť začiatku životného cyklu. Odborníci by sa teraz mali zamerať na vývoj efektívnych procesov na konci životnosti, aby sa znížilo znečistenie skládok.

Volíme z našich peňazí

Vývoj spoločnosti MacMillan a List inšpiroval ďalších environmentálnych vedcov a inžinierov k hľadaniu účinných techník recyklácie. Vzácne kovy a toxické prvky v paneloch obmedzujú ich kompatibilitu s konvenčnými postupmi recyklácie. Chemikálie sa môžu zo zariadenia vylúhovať, keď sa dostanú na skládky, čím dochádza k degradácii životného prostredia.

Organokatalyzátory minimalizujú toxické prvky v solárnych paneloch, čím znižujú kontamináciu na konci životnosti. Profesionáli môžu ďalej zvýšiť udržateľnosť recyklácie solárnych panelov zlepšením životnosti zariadenia obmedzením potreby opätovného spracovania. Okrem toho môžu nájsť spôsoby, ako panely renovovať namiesto toho, aby ich posielali do recyklačného zariadenia.

Všetci môžeme prispieť k zlepšeniu udržateľnosti sektora obnoviteľnej energie tým, že budeme vyžadovať ekologické výrobné a recyklačné procesy. Môžeme pomôcť zmeniť úroveň priemyselného environmentálneho povedomia nákupom od výrobcov s nízkymi emisiami namiesto ich konkurentov, ktorí poškodzujú životné prostredie.

Postupom času môže hlasovanie s našimi peniazmi účinne podporiť udržateľnú zmenu.