Графен помогает извлекать электричество во время дождя

Китайские ученые задумались над созданием солнечной батареи, работающей при любой погоде. В первую очередь это касается периодов, когда небо покрыто слоем облаков и количество поступающего солнечного света резко сокращается.

Для решения задачи было решено использовать солнечные батареи с включением графенового покрытия, способные продуцировать электроэнергию не только в ясный день, но и в условиях повышенной облачности, даже когда на улице идет дождь.

Дождевая вода полезна для батарей ещё и потому, что смывает скопившиеся на поверхности батарей отложения, служащие препятствием на пути светового потока, тем самым в целом повышая КПД солнечной электростанции. Несмотря на очевидный плюс дождя, объем производимой энергии находится в прямой зависимости от интенсивности улавливаемого батареями света, который в ненастную погоду сводится к минимуму.

Ученый-материаловед Кунвей Тань, представляющий китайский Океанический университет выразил мысль о том, что ученые всерьез настроены создать «всепогодные» батареи, способные вырабатывать электричество, как в условиях солнечного дня, так и дождя.

Идея основана на том, что осадки содержат целый набор растворенных солей, дифференцируемых на положительно и отрицательно заряженные ионы. Чтобы использовать этот потенциал, специалисты применили особую форму углерода – графен, – имеющий в кристаллической решетке всего один слой атомов. Графеновые электроны притягивают положительные ионы К+, Са+, NH4+ и др., в итоге чего формируются отделенные друг от друга слои с положительным и отрицательным зарядом, работающие подобно конденсаторным обкладкам, уже имеющим определенный заряд.

Пока что исследования проводились лишь на тонкопленочной графеновой батарее, где присутствовали и другие элементы из этого же материала и проводники из оксида олова-индия. В итоге эффективность преобразования солнечной энергии в электрическую батареями с графеном оказалась несколько ниже батарей без специального покрытия, составив 6,53%. К тому же батарея с графеном может создавать небольшой потенциал в слегка подсоленной воде, состав которой близок к дождевой.

Ученые надеются, что исследование тяжелых ионов позволят разработать батареи, позволяющие в будущем получать во время осадков намного больше энергии, нежели это получилось сделать сейчас.

Другие новости