Благодаря специальному покрытию на основе графена
солнечные батареи смогут вырабатывать электрическую энергию не только во время
ясной солнечной погоды, но и во время дождя. Дождь вообще является полезным
явлением для солнечных батарей, он смывает накапливающуюся на их поверхности
пыль и грязь, блокирующие лучи солнечного света, что увеличивает эффективность
солнечных электростанций. Тем не менее, количество энергии, вырабатываемое
этими электростанциями, напрямую зависит от количества падающего на батареи
света и в дождливый или облачный день такие электростанции вырабатывают совсем
незначительное количество энергии.
Китайские исследователи задались вопросом создания
"всепогодных" солнечных батарей. "Мы хотели разработать батарею,
которая вырабатывает энергию и во время солнечного дня, и во время дождя"
- рассказывает Кунвей Тань (Qunwei Tang), ученый-материаловед из китайского
Океанического университета (Ocean University of China) в Циндао.
Каким же образом можно получить энергию из дождевых
капель? Оказывается, дождевая вода далеко не чиста, в ней содержатся
растворенные соли, которые разделяются на отрицательные и положительные ионы. И
для того, чтобы использовать эту химию в своих интересах китайские ученые
обратились к графену, форме углерода, кристаллическая решетка которого имеет
одноатомную толщину. Электроны в графене могут притянуть положительно
заряженные ионы натрия, кальция, аммония и другие. В результате этого
образуются раздельные насыщенные положительными и отрицательными ионами слои,
которые действуют как обкладки конденсатора, в котором уже содержится какой-то
электрический заряд.
Испытания такого графенового покрытия ученые провели на
тонкопленочной батарее, на которой помимо основных элементов были напечатаны
дополнительные элементы из "графеновой" краски и проводников из
оксида олова-индия. В результате этого, такая солнечная батарея смога
продемонстрировать эффективность преобразования света в электричество на уровне
6.53 процента, что ненамного хуже эффективности такой батареи без
дополнительного покрытия. Однако, эта батарея оказалась способна произвести
потенциал в несколько сотен микровольт под воздействием чуть солоноватой воды,
которая по составу приближалась к обычной дождевой воде.
"Солнечные батареи будущего поколения будут
способны вырабатывать энергию при любой погоде" - заявил Кунвей Тань, -
"А в ближайшем будущем мы займемся исследованиями, направленными на то,
чтобы можно было в своих целях использовать энергию и более тяжелых ионов,
находящихся в дождевой воде. И это позволит в несколько раз увеличить
количество энергии, получаемой батареями во время дождя, ведь концентрация
таких ионов в дождевой воде достаточно велика".
