تولید برق از باران با یک سلول پروسکایتی
پژوهشگران موسسه علوم مواد سویل در اسپانیا موفق به توسعه یک سلول خورشیدی پروسکایتی هیبریدی شدهاند که میتواند بهطور همزمان از نور خورشید و قطرات باران برق تولید کند؛ دستاوردی که میتواند محدودیت عملکرد پنلهای خورشیدی در روزهای ابری و بارانی را برطرف کند.
این فناوری در Institute of Materials Science of Seville (ICMS) توسعه یافته و نتایج آن در نشریه Nano Energy منتشر شده است.
تولید ۱۱۰ ولت از یک قطره باران
به گزارش interesting engineering، اساس نتایج آزمایشهای انجامشده برخورد تنها یک قطره باران میتواند اختلاف پتانسیلی در حدود ۱۱۰ ولت ایجاد کند؛ میزانی که برای تامین انرژی یک دستگاه قابلحمل کوچک کافی است. این ویژگی میتواند افق تازهای برای تامین انرژی حسگرهای محیطی، تجهیزات پایش سازهها و سامانههای اینترنت اشیا ایجاد کند.
ساخت یک دستگاه هیبریدی خورشیدی–بارانی
پژوهشگران ICMS با استفاده از فناوری پلاسما لایهای بسیار نازک با ضخامت کمتر از ۱۰۰ نانومتر تولید کردند؛ در حالیکه ضخامت متوسط موی انسان حدود ۸۰ هزار نانومتر است. این لایه فوقنازک دو کارکرد همزمان دارد:
• نخست، بهعنوان پوشش محافظ، از ساختار شیمیایی سلول پروسکایتی محافظت کرده و جذب نور را افزایش میدهد.
• دوم، نقش یک سطح تریبوالکتریک را ایفا میکند؛ سطحی که میتواند انرژی جنبشی ناشی از برخورد قطرات باران را به انرژی الکتریکی تبدیل کند.
به این ترتیب این سامانه ترکیبی از فناوری فتوولتائیک پروسکایتی و نانوژنراتورهای تریبوالکتریک را در قالب یک پیکربندی لایهنازک ارائه میدهد و امکان بهرهبرداری همزمان از دو منبع انرژی محیطی را فراهم میکند.
رفع چالش عملکرد در شرایط ابری
سلولهای خورشیدی متداول در شرایط تابش مستقیم خورشید عملکرد مطلوبی دارند، اما در روزهای ابری یا مناطق با بارندگی طولانی بازده آنها بهطور قابلتوجهی کاهش مییابد. این مسئله در برخی مناطق جهان به مانعی برای گسترش استفاده از انرژی خورشیدی تبدیل شده است.
فناوری جدید با امکان تولید برق در شرایط بارانی، مشکل خوداتکایی انرژی در بسیاری از کاربردهای فضای باز را کاهش میدهد. پژوهشگران اعلام کردهاند که این سامانه میتواند برای تامین انرژی مدارهای LED حتی در حالت غوطهور در آب نیز مورد استفاده قرار گیرد و مقاومت پنلهای پروسکایتی را در برابر نوسانات دما و رطوبت افزایش دهد.
به گفته محققان این فناوری میتواند در تامین انرژی حسگرهای نصبشده روی سازههای بزرگ مانند پلها، سامانههای پیشبینی وضعیت آبوهوا و تجهیزات کشاورزی دقیق نقشآفرینی کند. همچنین صنعت اینترنت اشیا (IoT) از جمله حوزههایی است که میتواند از این نوآوری بهرهمند شود.
این دستاورد گامی در جهت توسعه پنلهای هیبریدی خورشیدی–بارانی محسوب میشود که قادرند از منابع مختلف محیطی انرژی جمعآوری کنند و پایداری سامانههای انرژی تجدیدپذیر را افزایش دهند.
انتهای پیام/
