Енергия и околна среда

Слънчеви клетки, които могат да генерират енергия от дъжд

Слънчеви клетки, които могат да генерират енергия от дъжд

Графенът е обект на изследователски програми в многобройни академични институции по целия свят по отношение на ползите за възобновяемата енергия, като тези, които включват университетите в Манчестър и Абу Даби по-рано тази година. Материалът е основно един слой въглеродни атоми, подредени в решетъчна структура, която го прави 10 пъти по-здрави от стоманата но 1000 пъти по-лек от лист хартия. Той има голям потенциал за развитие на електрически компоненти и приспособления и други елементи, от сензори и батерии до йонообменни мембрани с редица потенциални приложения, включително енергия, отбрана и пречистване на водата.

По отношение на потенциалните ползи за възобновяемата енергия, изследователите са открили, че той може да съхранява енергия по-добре от графита, което означава, че може да се използва за съхранение на енергия от батерии, в електромобили и в горивни клетки. Може да се използва и за разработване на антирефлексно покритие за слънчеви клетки.

Съвсем наскоро изследователи от Океанския университет в Китай в Кингдао откриха, че графенът също може да помогне за генериране на енергия от дъждовните капки. Може да постигне това, тъй като дъждът не се състои изцяло от вода, той също така съдържа редица соли, които могат да бъдат разделени на положителни и отрицателни йони. Това от своя страна означава, че може да се използва проста химическа реакция за овладяване на мощността, като се използва графен за отделяне на положително заредените йони, включително натрий, калций и амоний, за да се генерира електричество. Обикновено, когато дъждовна капка седи на повърхността на слънчевия панел, различните соли в нея означават, че тя може да генерира редица небалансирани заряди. Електроните, свързващи се с положително заредени йони, създават ефект, известен като киселинно-алкално взаимодействие на Луис.

На теория, като се има предвид, че въпреки че слънчевите панели все още генерират в облачни дни, количеството на генерираната енергия е по-малко, отколкото в слънчевите дни, ако изследователите могат да разработят слънчева клетка за всякакви метеорологични условия, която генерира електричество от дъжд, това би спомогнало значително за увеличаване на текущата слънчева енергия ефективност на панела.

До момента тестването е все още на ранен етап, но резултатите са обещаващи. Изследователите успяха да генерират стотици микроволта по време на изследването, постигайки 6.53 ефективност на преобразуване от слънчево към електрическо от персонализиран слънчев панел. Процесът включваше добавяне на слой графен към сенсибилизирана слънчева клетка, която след това беше поставена върху прозрачна подложка от индий калаен оксид и пластмаса. Това позволи на клетката да генерира енергия както от слънцето, така и от дъжда.

По същество това, което се случва, е, че положителните йони се свързват с графена, образувайки двоен слой, известен като псевдокондензатор. Енергийната разлика между двата слоя може да се използва за генериране на електрически ток. Проблемът е, че йоните присъстват в дъждовните капки в ниски концентрации, така че има въпрос за това как да се генерира достатъчно електричество от такива ниски концентрации. Сега изследователите работят върху това, както и разглеждат как технологията може да се справи с разнообразието от йони, открити в дъжда.

Други начини за използване на графен за увеличаване на количеството възобновяема енергия от слънчевата енергия включват създаването на материал, който може да абсорбира околната топлина и светлина. Това от своя страна може да позволи на слънчевите панели да генерират електричество от дифузна слънчева светлина на закрито.

Настоящото проучване е достъпно за проверка в списанието Angewandte Chemie.


Гледай видеото: Соларен покрив (Октомври 2021).