Секундарните батерии, како што се литиум-јонските батерии, треба да се полнат откако ќе се потроши складираната енергија.Во обид да ја намалиме нашата зависност од фосилни горива, научниците истражуваат одржливи начини за полнење на секундарните батерии.Неодамна, Амар Кумар (дипломиран студент во лабораторијата на TN Narayanan во TIFR Хајдерабад) и неговите колеги составија компактна литиум-јонска батерија со фотосензитивни материјали што може директно да се полнат со сончева енергија.
Првичните напори за канализирање на сончевата енергија за полнење на батериите ја искористија употребата на фотоволтаични ќелии и батерии како посебни целини.Сончевата енергија се претвора со фотоволтаични ќелии во електрична енергија која последователно се складира како хемиска енергија во батериите.Енергијата складирана во овие батерии потоа се користи за напојување на електронските уреди.Ова реле на енергија од една до друга компонента, на пример, од фотоволтаичната ќелија до батеријата, доведува до извесна загуба на енергија.За да се спречи загубата на енергија, дојде до промена кон истражување на употребата на фотосензитивни компоненти во самата батерија.Постигнат е значителен напредок во интегрирањето на фотосензитивните компоненти во батеријата што резултира со формирање на покомпактни соларни батерии.
Иако подобрени во дизајнот, постоечките соларни батерии сè уште имаат некои недостатоци.Неколку од овие недостатоци поврзани со различни типови на соларни батерии вклучуваат: намалена способност за искористување доволно сончева енергија, употреба на органски електролит што може да ја кородира фотосензитивната органска компонента во батеријата и формирање на споредни производи кои го попречуваат одржливото функционирање на батеријата во на долг рок.
Во оваа студија, Амар Кумар одлучи да истражи нови фотосензитивни материјали кои исто така можат да вградат литиум и да изгради соларна батерија која ќе биде отпорна на истекување и ќе работи ефикасно во амбиентални услови.Соларните батерии кои имаат две електроди обично вклучуваат фотосензитивна боја во една од електродите физички измешана со стабилизирачка компонента која помага да се придвижи протокот на електрони низ батеријата.Електродата која е физичка мешавина од два материјали има ограничувања за оптимално користење на површината на електродата.За да се избегне ова, истражувачите од групата на TN Narayanan создадоа хетероструктура на фотосензитивни MoS2 (молибден дисулфид) и MoOx (молибден оксид) за да функционираат како една електрода.Бидејќи е хетероструктура во која MoS2 и MoOx се споени заедно со техника на хемиско таложење на пареа, оваа електрода овозможува поголема површина за апсорпција на сончевата енергија.Кога светлосните зраци ја погодуваат електродата, фотосензитивниот MoS2 генерира електрони и истовремено создава празни места наречени дупки.MoOx ги држи електроните и дупките настрана и ги пренесува електроните во колото на батеријата.
Оваа соларна батерија, која беше целосно составена од нула, беше откриено дека работи добро кога е изложена на симулирана сончева светлина.Составот на хетероструктурната електрода што се користи во оваа батерија е опширно проучен и со преносен електронски микроскоп.Авторите на студијата во моментов работат на откривање на механизмот со кој MoS2 и MoOx работат во тандем со литиумската анода што резултира со генерирање струја.Додека оваа соларна батерија постигнува поголема интеракција на фотосензитивниот материјал со светлината, допрва треба да се постигне генерирање на оптимални нивоа на струја за целосно полнење на литиум-јонската батерија.Имајќи ја оваа цел на ум, лабораторијата на TN Narayanan истражува како таквите хетероструктурни електроди можат да го отворат патот за справување со предизвиците на денешните соларни батерии.
Време на објавување: мај-11-2022 година