Submit to FacebookSubmit to Google PlusSubmit to TwitterSubmit to LinkedIn

ΒΙΟΕΜΠΝΕΟΜΕΝΑ ΥΛΙΚΑ ΓΙΑ ΜΕΤΑΤΡΟΠΗ ΤΗΣ ΗΛΙΑΚΗΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ

Το ηλιακό φως είναι το τμήμα της ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας που εκπέμπεται από τον ήλιο. Τα στοιχειώδη σωματίδια του ηλιακού φωτός (φωτόνια) ανάλογα με το μήκος κύματος στο οποίο αντιστοιχούν (κυρίως στην περιοχή του υπέρυθρου, ορατού και υπεριώδους) καλύπτουν ένα εύρος διαφορετικών ενεργειών. Όταν αυτά προσπίπτουν στα μόρια ενός χρωμοφόρου υλικού, ανάλογα με την ενέργειά τους, είτε ανακλώνται, είτε το διαπερνούν, είτε απορροφώνται από αυτά. Η απορρόφηση φωτονίων προκαλεί μετατόπιση της ηλεκτρονιακής πυκνότητας των μορίων του χρωμοφόρου υλικού, δηλαδή δημιουργεί ηλεκτρικό ρεύμα. Σε αυτή τη διαδικασία μετατροπής της ηλιακής ενέργειας βασίζεται μια από τις πιο εξελιγμένες τεχνολογίες παραγωγής ηλεκτρικού ρεύματος αλλά και παραγωγής υδρογόνου.

Το εργαστήριο Βιοανόργανης Χημείας του τμήματος Χημείας του Πανεπιστημίου Κρήτης το 2008 έλαβε υψηλή χρηματοδότηση για τη διεξαγωγή έρευνας στη σύνθεση και το χαρακτηρισμό νέων υβριδικών χρωμοφόρων υλικών για εφαρμογή σε διαδικασίες μετατροπής ηλιακής ενέργειας. Ο σχεδιασμός των υλικών αυτών έχει σαν πηγή έμπνευσης τις αντίστοιχες διεργασίες που χρησιμοποιούνται στη φύση (φωτοσύνθεση).

Ηλεκτρική Ενέργεια από τον Ήλιο

ΕΡΕΥΝΑ ΚΑΙ ΚΑΙΝΟΤΟΜΙΕΣ ΤΟΥ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟΥ

Η κατασκευή ηλιακών κυψελών που χρησιμοποιούν χρωμοφόρα υλικά ως φωτοευαισθητοποιητές (τύπου DSSC, Dye Sensitized Solar Cells) είναι μια πρωτοποριακή προσέγγιση στην τεχνολογία των φωτοβολταϊκών πηγών. Η ερευνητική ομάδα του εργαστηρίου Βιοανόργανης Χημείας έχει αναπτύξει ιδιαίτερη δραστηριότητα στη σύνθεση νέων υβριδικών χρωμοφόρων υλικών για χρήση σε DSSC. Υλικά αυτού του είδους έχουν επίσης χρησιμοποιηθεί από την ερευνητική ομάδα σε διαδικασίες παραγωγής υδρογόνου. Χαρακτηριστικά παραδείγματα τέτοιων νέων υλικών αποτελούν ένα υβριδικό σύστημα χρωμοφόρου-πρωτεΐνης, που εκτελεί γρήγορη μεταφορά ηλεκτρονίων υπό την επίδραση ηλιακού φωτός, καθώς και ένα υβριδικό σύστημα χρωμοφόρου-αμινοξέος (διφαινυλαλανίνη), που έχει την ικανότητα της αυτοοργάνωσης. Και τα δυο παραδείγματα έχουν υποβληθεί για αντίστοιχα διπλώματα ευρεσιτεχνίας.

Η καινοτομία των υλικών αυτών είναι το χαμηλό κόστος σε σχέση με τα υπάρχοντα στη διεθνή βιβλιογραφία, η καλή απόδοση σε παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας και η μηδενική ρύπανση, αφού είναι παράγωγα χρωμοφόρων ουσιών που απαντώνται στη φύση. Επίσης, παρέχουν αναπτυξιακά οφέλη (20 φορές περισσότερες θέσεις εργασίας από τη χρήση λιγνίτη για την ίδια παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας) αλλά και περιβαλλοντικά οφέλη (ένα μέσο φωτοβολταϊκό πλαίσιο ισοδυναμεί με δέκα δένδρα και ένα τετραγωνικό μέτρο φωτοβολταϊκού ισοδυναμεί με 200 m2 δάσους).

ΥΨΗΛΗ ΧΡΗΜΑΤΟΔΟΤΗΣΗ

Το εργαστήριο Βιοανόργανης Χημείας του Πανεπιστημίου Κρήτης χρηματοδοτήθηκε με 1.000.000 ευρώ (7th framework, Regional Potential) το 2008 για έρευνα στη σύνθεση και τον ολοκληρωμένο χαρακτηρισμό νέων υβριδικών υλικών που θα μπορούν να βρουν εφαρμογή σε διαδικασίες μετατροπής της ηλιακής ενέργειας.

Το 2011 και το 2012 χρηματοδοτήθηκε από το ΙΚΥ για τη διοργάνωση δύο θερινών σχολείων με θέματα: “Από την Χημεία στην Βιολογία και την Ιατρική μέσω Μετάλλων” http://www.chemistry.uoc.gr/biointensive (04-16 Ιουλίου 2011) και “Βιοεμπνεόμενα Υλικά για την Χρήση της Ηλιακής Ενέργειας» http://www.chemistry.uoc.gr/bimasouti (09-21 Ιουλίου, 2012).

Το 2010, στο πλαίσιο του έργου «ΗΡΑΚΛΕΙΤΟΣ ΙΙ Πανεπιστημίου Κρήτης» του Επιχειρησιακού Προγράμματος «Εκπαίδευση και Δια βίου Μάθηση 2007 – 2013» (Ε.Π.Ε.Δ.Β.Μ.) του Ε.Σ.Π.Α. (2007 – 2013), δύο υποψήφιοι διδάκτορες έλαβαν υποτροφίες αριστείας.

ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΚΡΗΤΗΣ

Αθανάσιος Κουτσολέλος (καθηγητής), Γαλάτεια Ζερβάκη, Χριστίνα-Επιστήμη Στάγκελ

Εργαστήριο Βιοανόργανης Χημείας, Τμήμα Χημείας, Σχολή Θετικών & Τεχν. Επιστημών

www.biosolenuti.gr http://www.uoc.gr/