Οι άνθρωποι θα μπορούν σύντομα να φορτίζουν gadget απευθείας από τα παράθυρά τους: οι επιστήμονες εισήγαγαν μια νέα τεχνολογία
Στη δεκαετία του 1990, ο Brian O'Regan και ο καθηγητής Michael Gretzel ανακάλυψαν μεσοσκοπικά ευαισθητοποιημένα με χρωστικές ηλιακές κυψέλες (DSCs), που ονομάζονται «κύτταρα Γκρέτζελ». Μετατρέπουν το φως σε ηλεκτρισμό χρησιμοποιώντας φωτοευαισθητοποιητές - χρωστικές ενώσεις που απορροφούν το φως και εγχέουν ηλεκτρόνια σε μια σειρά από νανοκρυστάλλους οξειδίων, οι οποίοι στη συνέχεια συλλέγονται με τη μορφή ηλεκτρικού ρεύματος. Τώρα οι επιστήμονες έχουν αυξήσει την απόδοση τέτοιων πάνελ στο 15% στο άμεσο ηλιακό φως και έως και στο 30% στο φως του περιβάλλοντος.
«Τα επιτεύγματά μας ανοίγουν την πρόσβαση σε DSC υψηλής απόδοσης και υπόσχονται ελπιδοφόρες προοπτικές για τη χρήση τους ως πηγή ενέργειας και αντικατάσταση μπαταρίας για ηλεκτρονικές συσκευές χαμηλής κατανάλωσης που χρησιμοποιούν το φως του περιβάλλοντος για ενέργεια», είπαν οι συγγραφείς της μελέτης.
Τα στοιχεία Gretzel είναι εξαιρετικά διαφανή και μπορούν να παραχθούν φθηνά σε διαφορετικά χρώματα. Χρησιμοποιούνται ήδη σε θερμοκήπια, φεγγίτες, ακόμη και σε γυάλινες προσόψεις, αλλά η ποσότητα ενέργειας που παράγεται ήταν αρκετά μικρή. Τώρα μπορούν να χρησιμοποιηθούν πιο αποδοτικοί ηλιακοί συλλέκτες για τη φόρτιση διαφόρων gadget απευθείας από παράθυρα ή άλλες διαφανείς επιφάνειες.
Οι φωτοευαισθητοποιητές συνδέονται στην επιφάνεια των νανοκρυσταλλικών μεσοπορωδών μεμβρανών διοξειδίου του τιτανίου εμποτισμένου με ηλεκτρολύτες οξειδοαναγωγής ή στερεού υλικού με μεταφορά φορτίου. Ολόκληρος ο σχεδιασμός στοχεύει στην παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας μετακινώντας ηλεκτρόνια από τον φωτοευαισθητοποιητή σε μια ηλεκτρική έξοδο, όπως μια συσκευή ή μονάδα αποθήκευσης. Το κλειδί για τη βελτίωση της απόδοσης των κυττάρων βρίσκεται στην κατανόηση του τρόπου με τον οποίο τα μόρια της χρωστικής συναρμολογούνται στην επιφάνεια των νανοφίλμ και στον έλεγχο αυτής της διαδικασίας.
Μια ομάδα επιστημόνων με επικεφαλής τους Michael Gretzel και Anders Hagfeldt επινόησε έναν νέο τρόπο συσκευασίας δύο φωτοευαισθητοποιητών για να βελτιώσει την απόδοση του πάνελ, επειδή μαζί οι ουσίες συλλέγουν φως σε ολόκληρη την ορατή περιοχή. Η μέθοδος συνίσταται στην εφαρμογή μιας μονοστιβάδας υλικού που λαμβάνεται από υδροξαμικό οξύ σε νανοκρυστάλλους διοξειδίου του τιτανίου, ως αποτέλεσμα της οποίας η απορρόφηση από τον ευαισθητοποιητή επιβραδύνεται, επιτρέποντάς τους να τοποθετηθούν πυκνά και ομοιόμορφα στην επιφάνεια.
Η ομάδα δοκίμασε τα στοιχεία που προέκυψαν για περισσότερες από 500 ώρες και απέδειξε τη σταθερότητά τους. Στην περίπτωση αύξησης της ενεργής περιοχής στα 2,8 τετραγωνικά εκατοστά, η απόδοση μετατροπής ενέργειας έφτασε το 28,4–30,2% σε ένα ευρύ φάσμα έντασης φωτός περιβάλλοντος.
Προηγουμένως, επιστήμονες από τις Ηνωμένες Πολιτείες απλοποίησαν τον σχεδιασμό των ηλιακών κυψελών και τα έκαναν να συλλέγουν περισσότερη ενέργεια. Η νέα τεχνολογία έσπασε το ρεκόρ, επιτυγχάνοντας απόδοση 93,3%.
Corfiatiko.blogspot.com