A Toyota perovszkit napelemekkel vonná be az elektromos autóit

Az EneCoat Technologies, a Kiotói Egyetem PV-technológiai laborjának kutatói által alapított startup, és a Toyota Motor bejelentette, hogy közösen fejlesztenek perovszkit napelemeket a járművekbe integrált fotovoltaikus alkalmazásokhoz.

„A két vállalat az EneCoat perovszkit napelemes technológiájának és a Toyota járműbe épített napelemes technológiájának integrálásával folytatja a gyakorlati alkalmazások fejlesztését, azzal a céllal, hogy elősegítsék a megújuló energiaforrásokon alapuló önellátást, és hozzájáruljanak a karbonsemlegesség eléréséhez” – áll a két vállalat közleményében.

Az EneCoat azt is közölte, hogy a Toyota az általa kifejlesztett és gyártott cellákat fogja felhasználni, amelyek hatásfoka 2023 áprilisára már elérte a 19,4%-ot.

„Egy alacsony hőmérsékletet igénylő bevonási technológia segítségével rendkívül egyenletes, ultravékony filmet lehet létrehozni” – mondta a cég szóvivője. „A nedves eljárásnak köszönhetően roll-to-roll nyomtatásra tudunk áttérni, amely a kívánt alkalmazáshoz és felületnagysághoz igazítható.” A roll-to-roll technológia egy olyan eljárást jelent, melynek során az – általában polimerből készült – flexibilis hordozóra hengerek segítségével rányomtatják a félvezető réteget. Az eljárás során nagy hosszúságú szalagok készíthetőek, melyek utólag méretre vághatóak, a darabok összeilleszthetőek.

A perovszkit szerkezet egy úgynevezett ABX3 összetételű kristályos szerkezet, ami nagyjából megegyezik a természetben is előforduló kalcium-titanát (CaTiO3) szerkezetével, és különböző kutatási projektek tárgya volt, mint például a fotonika vagy a szupravezető anyagok. A múltban a perovszkit szerkezetű anyagokat szervetlen anyagok felhasználásával szintetizálták, de az utóbbi években lehetővé vált szerves-szervetlen hibrid perovszkit filmek létrehozása szerves kémián alapuló nedves eljárással. Az EneCoat Technologies is ezt a módszert használja ultravékony perovszkit napelemes filmjeink kifejlesztéséhez és gyártásához – írja a cég a honlapján.

Kép: EneCoat Technologies.

Bár a perovszkit napelemek viszonylag új szereplőnek számítanak, hiszen csak a 2010-es években mutatták be őket, onnantól kezdve gyors fejlődésen mentek keresztül. A fenti ábra a különböző napelemtípusok összehasonlítását mutatja be. A perovszkit napelemeknek közvetlenül a megjelenésük után sikerült átlépniük a 20%-os konverziós hatásfokot, azonnal megelőzve a festékérzékenyített (dye-sensitized) napelemeket, és felvéve a versenyt a többiekkel – igaz, erre egyelőre csak a laboratóriumokban képesek.

A 2018-ban alapított EneCoat a befektetői között tudhatja a sóolvadékos hálózati energiatárolókra szakosodott NGK Insulators, illetve a napelemcellák anyagainak fejlesztésére specializálódott Green Science Alliance nevű japán vállalatokat is, amellett, hogy élvezi a Kiotói Egyetem támogatását, és most már a Toyotáét is persze.

A Toyota az első elektromos modellje, a bZ4X esetében már alkalmaz napelemeket, amelyek a szilíciumkristályos technológián alapulnak. A járművekbe integrált PV-cellák megítélése ma még meglehetősen ellentmondásos, mivel a költségekhez képest túl kevés energiát képesek előállítani. Végső soron azonban minden a fajlagos költségeken múlik: ha a napelem által az autó számára megtermelt energia fajlagos költsége alacsonyabb, mint a hálózatról vásárolt áramé, akkor van létjogosultsága a technológiának. Az árparitás elérése kevéssé valószínű a szilíciumon alapuló cellák esetén, mivel azok előállítása sok energiát igényel. Más a helyzet azonban a perovszkit cellákkal, amelyek egy nagyságrenddel kevesebb energia felhasználásával gyárthatóak le, és a hatásfokuk is magasabb, így a bennük rejlő potenciál jóval nagyobb. Hosszabb távon az sem elképzelhetetlen, hogy olcsó perovszkit alapú festéket fejlesztenek ki, amely a fényezés során könnyen felvihető, és így az autó egész karosszériája egy nagy napelemmé válik majd.

Sikerült az áttörés? Lengyelországban már gyártják a forradalmi technológiájú napelemet

Címlapkép: EneCoat

dr. Papp László (Sol Invictus)

Technológiai elemző, és a Villanyautosok.hu csapatának megújuló energiákkal, energiatárolással, illetve piaci trendekkel foglalkozó szakértője. Célja, hogy minél többek számára tegye egyértelművé, hogy a fenntartható jövő gazdaságilag is a legracionálisabb választás.