Saulės energetika ilgą laiką turėjo vieną akivaizdų trūkumą – energiją reikia ne tik pagaminti, bet ir kažkur sukaupti. Jūs galite turėti saulės baterijas, tačiau be papildomų sprendimų jos neveikia tada, kai saulė nusileidžia.
Būtent todėl akumuliatoriai iki šiol buvo neatsiejama atsinaujinančios energetikos dalis. Jie brangūs, reikalauja priežiūros ir ilgainiui praranda efektyvumą, todėl mokslininkai jau daugelį metų ieško alternatyvų.
Panašu, kad Kinijos tyrėjams pavyko priaugti labai arti sprendimo, kuris gali pakeisti visą požiūrį į saulės energijos kaupimą ir naudojimą.
Saulės baterija, kuri pati kaupia energiją
Nankino technologijos universiteto mokslininkų komanda Kinijoje sukūrė vadinamąją saulės oksidacijos–redukcijos bateriją, trumpinama „SRFB“. Tai naujo tipo sistema, kuri vienu metu sugeria saulės šviesą ir kaupia pagamintą energiją cheminiu pavidalu.
Skirtingai nei įprastos saulės baterijos, ši technologija neperduoda elektros į atskirą akumuliatorių. Energijos kaupimas vyksta pačiame įrenginyje, todėl teorijoje galima apsieiti be papildomų baterijų ar sudėtingų energijos saugojimo sprendimų.
Apie šį pasiekimą pranešė leidinys „pv magazine“, pabrėždamas, kad tai vienas įdomesnių pastarųjų metų proveržių saulės energetikos srityje.
Kaip veikia SRFB technologija
„SRFB“ sistemos sujungia saulės elementą su oksidacijos–redukcijos srauto baterija. Tokia konstrukcija leidžia vienu metu rinkti saulės šviesą ir kaupti energiją cheminėse jungtyse. Pagrindą sudaro specialios oksidacijos–redukcijos poros, žinomos kaip 2,6-DBEAQ ir K4[Fe(CN)6].
Šios medžiagos sujungtos su trigubu amorfinio silicio fotoelektrodu. Būtent ši kombinacija leidžia sistemai veikti be papildomos išorinės elektros apkrovos, naudojant tik šviesos energiją.
Tyrimo autorius Chenyu He pažymi, kad vandenyje tirpūs organiniai antrachinono dariniai šiuo metu laikomi vienomis tinkamiausių medžiagų energijai kaupti tokio tipo sistemose. Jie pasižymi stabilumu ir palankiomis elektrocheminėmis savybėmis.
Kaip buvo tikrinamas naujosios baterijos efektyvumas
Norėdami įvertinti „SRFB“ veikimą, mokslininkai atliko kelis įkrovimo ir iškrovimo ciklus. Prieš bandymus elektrolitai buvo trisdešimt minučių prapūsti argonu, kad būtų pašalintas ištirpęs deguonis, galintis paveikti rezultatus.
Įrenginys buvo apšviečiamas ksenono lempa, imituojančia vieną saulę. Šviesos galia siekė 100 milivatų vienam kvadratiniam centimetrui. Įkrovimas vyko tik šviesos pagalba, nenaudojant jokio papildomo elektros šaltinio.
Po to sistema buvo iškraunama esant 10 miliamperų srovei vienam kvadratiniam centimetrui. Tokiu režimu buvo atlikta dešimt ciklų, leidusių įvertinti stabilumą ir bendrą našumą.
Rezultatai, kurie keičia požiūrį į energijos kaupimą
Bandymų metu „SRFB“ pasiekė 4,2 proc. saulės energijos į elektros energiją konversijos efektyvumą. Nors šis rodiklis dar nėra prilygstantis komercinėms saulės baterijoms, svarbiausia čia ne skaičius, o pati koncepcija.
Mokslininkai pabrėžia, kad sistema gali būti visiškai įkraunama vien šviesos pagalba ir sėkmingai iškraunama kelis ciklus be papildomos infrastruktūros. Tai reiškia, kad ateityje tokio tipo technologijos galėtų sumažinti priklausomybę nuo tradicinių akumuliatorių.
Jei „SRFB“ sprendimai bus toliau tobulinami ir pritaikomi masinei gamybai, jūs galite sulaukti laiko, kai saulės baterijos ne tik gamins energiją, bet ir pačios ją kaups. Tai galėtų tapti vienu svarbiausių žingsnių link paprastesnės, pigesnės ir efektyvesnės atsinaujinančios energetikos.
