Warum Unterwasser-Solarpaneele besser funktionieren als solche, die der Luft ausgesetzt sind

Die Effizienz von Solarmodulen hat sich über Jahre hinweg deutlich erhöht, aber es werden neue Lösungen gesucht, um die Bodenverbrauch und die Abfallmenge von mit dieser Technologie ausgestatteten Außenanlagen zu reduzieren. Ein bedeutender Fortschritt ist ein rein italienisches Projekt, das Solarenergie auf dem Meeresboden nutzen will, um sauberen Strom genau dort zu erzeugen, wo die Stromerzeugung am schwierigsten ist und menschliche Aktivitäten sich stetig ausdehnen. Die ersten Ergebnisse sind
Das ist definitiv ermutigend.

Erstens hat die Forschung gezeigt, dass Perowskit-Solarzellen der neuen Generation auch unter Wasser gut funktionieren. Diese Materialfamilie, die aus Calciumtitanat gewonnen wird, hat eine außergewöhnliche Effizienz bei der Umwandlung von Sonnenenergie in Elektrizität bewiesen und übertrifft damit die Leistung von Silizium-Solarzellen.

Die Ergebnisse des Projekts eröffnen die Möglichkeit, den Unterwasserraum effektiv zur Steigerung der Energieerzeugung aus erneuerbaren Quellen, insbesondere Solarenergie, zu nutzen. Die Studie zeigt, dass blaugrünes Licht selbst in Tiefen unter 50 Metern effektiv eindringen kann und Perowskit-Zellen dieses Licht nutzen können. Darüber hinaus produzieren diese Paneele in den ersten Zentimetern Meerwasser sogar mehr Energie als an der Luft.

Das Projekt und die dazugehörigen Tests, die vollständig in Italien durchgeführt werden, tragen den Namen „ Unter der Oberfläche: Neue Perspektiven für Solarenergie in der Unterwasserwelt “ und sind das Ergebnis der Zusammenarbeit dreier Einrichtungen: des CNR (über das Institut für die Struktur der Materie in Rom und das Institut für chemisch-physikalische Prozesse in Messina), der Universität Tor Vergata in Rom und der Firma BeDimensional, die mit zweidimensionalen Materialien arbeitet.

Neben der verbesserten Effizienz beim Eintauchen in die ersten Zentimeter Wassertiefe zeigte das Projekt auch eine gute Beständigkeit der Paneele: Nach 10 Tagen im Salzwasser gaben die Zellen dank einer Verkapselung mit einem hydrophoben Polymerklebstoff nur minimal Blei ab, unterhalb der für Trinkwasser festgelegten Grenzwerte.

Die Entdeckung des italienischen Forschungsteams wurde in der Fachzeitschrift „Energy & Environmental Materials“ veröffentlicht und könnte den Weg für eine neue Ära in der Nutzung von Solarmodulen und dem Bau von Systemen für diese erneuerbare Energiequelle ebnen. Im weiteren Verlauf der Forschung muss geklärt werden, ob die Module einer längeren Unterwassernutzung standhalten, wie tief Sonnenlicht eingefangen werden kann, wie mit potenziellen Störungen durch das Meer (wie Wellen und Strömungen) umgegangen werden kann, die die Module beschädigen könnten, ob die langfristige Freisetzung von Blei Umweltprobleme verursachen könnte und schließlich, wie hoch die tatsächlichen Kosten eines solchen Systems sind.

Doch wenn diese Hürden dank Forschung und technologischer Innovation überwunden werden, dann wird die Solarenergie mit ihren Paneelen in eine neue Ära eintreten. 

Das Projekt ist für den Non Sprecare Award 2025 in der Kategorie „Institutionen“ nominiert. Um Ihr Projekt einzureichen, folgen Sie bitte den Anweisungen hier.

Quelle des Titelbildes: CNR/National Research Council

Die Initiativen, die um den Non-Waste Award 2025 konkurrieren:

• Promix: Das Unternehmen, das Reifen recycelt, um Kunstrasenplätze herzustellen.
• Packtin: Kreislaufwirtschaftliche Mehlproduktion aus landwirtschaftlichen Abfällen
• Vitorchiano: Die Gemeinde in Latium, in der die Hausmüllabfuhr digital erfolgt.