Графеновое покрытие позволит извлечь энергию из дождевых капель - «Наука и технологии»

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 смогла 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".