Celle solari ultrasottili per droni autosufficienti ed aviazione sostenibile / Ultra-thin solar cells for self-sufficient drones and sustainable aviation

Celle solari ultrasottili per droni autosufficienti ed aviazione sostenibile / Ultra-thin solar cells for self-sufficient drones and sustainable aviation

Segnalato dal Dott. Giuseppe Cotellessa / Reported by Dr. Giuseppe Cotellessa

I ricercatori dell’Università Johannes Kepler di Linz (JKU) in Austria hanno creato celle solari ultrasottili e leggere per dare autonomia energetica ai droni.

Secondo i ricercatori della JKU, sia sulla Terra che nello spazio, l’energia autonoma è fondamentale per mantenere i sistemi energetici funzionanti in modo indipendente per lunghi periodi di tempo, in particolare in ambienti remoti od imprevedibili.

Le soluzioni energetiche convenzionali, compresi i combustibili fossili, le batterie ed altri metodi alternativi di generazione di energia, presentano le loro sfide, hanno affermato i ricercatori. Spesso sono troppo grandi, richiedono cavi o ricarica fissa, hanno un impatto negativo sull’ambiente o la loro densità di potenza è troppo bassa.

Come soluzione, il gruppo di ricerca ha sviluppato celle solari in perovskite ultrasottili e flessibili.

I ricercatori hanno affermato che le loro celle solari in perovskite quasi 2D hanno una potenza fino a 44 watt per grammo ed un livello relativamente elevato di stabilità, rendendole una soluzione efficiente e leggera per facilitare la generazione di energia autosufficiente per lunghi periodi di tempo.

In una dichiarazione, Christoph Putz, dottorando presso la JKU e autore principale dello studio, ha dichiarato: “Le celle solari ultrasottili e leggere non solo hanno un enorme potenziale per rivoluzionare il modo in cui l’energia viene generata nell’industria aerospaziale, ma ci sono anche un ampia gamma di applicazioni che includono l’elettronica indossabile e l’Internet delle cose, che possono trarre vantaggio da questa nuova tecnologia.

"Il fotovoltaico leggero, adattabile ed altamente efficiente è la chiave per sviluppare la prossima generazione di sistemi energetici autosufficienti."

Un modulo flessibile di celle solari è 20 volte più sottile di una ciocca di capelli umani, hanno detto i ricercatori, ma può alimentare una vasta gamma di dispositivi elettronici ovunque ci sia luce.

Sebbene abbiano uno spessore inferiore a 2,5 micrometri, le celle solari in perovskite quasi 2D hanno fornito un'efficienza del 20,1% pur "mantenendo un elevato grado di flessibilità".

Per testare la tecnologia, i ricercatori hanno dotato un drone quadricottero commerciale delle dimensioni di un palmo di mano con 24 celle solari, che costituiscono 1/400 del suo peso totale.

Con l'aggiunta della tecnologia solare, il drone è stato in grado di operare in modo autosufficiente ed eseguire cicli consecutivi di carica-volo-carica senza ricarica cablata, il che ha dimostrato "quanto possano essere efficienti e sostenibili le celle solari".

Guardando al futuro, JKU ha affermato che questa nuova tecnologia ha potenziali applicazioni nelle operazioni di ricerca e salvataggio, nella mappatura su larga scala, nella generazione di energia solare nello spazio e nell’esplorazione del sistema solare.

ENGLISH

Researchers at the Johannes Kepler University Linz (JKU) in Austria have created ultra-thin and lightweight solar cells to give energy autonomy to drones.

According to the JKU researchers, whether on Earth or in space, autonomous energy is critical in keeping power systems running independently for extended periods of time, particularly in remote or unpredictable environments.

Conventional energy solutions - including fossil fuels, batteries and other alternative energy generation methods have their challenges, the researchers said. They are often too large, require cables or stationary charging, negatively impact on the environment, or their power density is too low.

As a solution, the research team developed ultra-thin and flexible perovskite solar cells.

The researchers said that their quasi-2D perovskite solar cells have a power output of up to 44 watts per gram and a comparatively high level of stability, making them an efficient and lightweight solution to facilitate self-sufficient energy generation over extended periods of time.

In a statement, PhD student at JKU and a lead author in the study, Christoph Putz, said: “Ultra-thin and lightweight solar cells not only have enormous potential to revolutionise the way energy is generated in the aerospace industry, there are also a wide range of applications that include wearable electronics, and the Internet of Things, that can also benefit from this new technology.

“Lightweight, adaptable and highly efficient photovoltaics are the key to developing the next generation of self-sufficient energy systems."

One flexible solar cell module is 20 times thinner than a strand of human hair, said the researchers, but it can power a wide range of electronics anywhere there is light.

Though less than 2.5 micrometres thick, the quasi-2D perovskite solar cells delivered a 20.1 per cent efficiency while ‘maintaining a high degree of flexibility.’

To test the technology, the researchers fitted a palm-sized, commercial quadcopter drone with 24 of the solar cells, making up 1/400 of its total weight.

With the addition of the solar technology, the drone was able to operate self-sufficiently and perform consecutive charge-flight-charge cycles without wired recharging, which demonstrated ‘just how efficient and sustainable the solar cells can be.’

Looking ahead, JKU said that this new technology has potential applications in search and rescue operations, large-scale mapping, generating solar power in space, and exploring the solar system.

Da:

https://www.theengineer.co.uk/content/news/ultra-thin-solar-cells-for-self-sufficient-drones-and-sustainable-aviation