Năng lượng & Môi trường

Tế bào năng lượng mặt trời có thể tạo ra năng lượng từ mưa

Tế bào năng lượng mặt trời có thể tạo ra năng lượng từ mưa

Graphene đã trở thành chủ đề của các chương trình nghiên cứu tại nhiều cơ sở học thuật trên toàn thế giới liên quan đến lợi ích của năng lượng tái tạo, chẳng hạn như các chương trình liên quan đến các trường Đại học Manchester và Abu Dhabi vào đầu năm nay. Về cơ bản, vật liệu là một lớp nguyên tử cacbon đơn lẻ được sắp xếp theo cấu trúc mạng tinh thể tạo nên Bền hơn thép gấp 10 lần nhưng Nhẹ hơn 1000 lần so với một tờ giấy. Nó có tiềm năng lớn để phát triển các linh kiện và thiết bị điện cũng như các mặt hàng khác, từ cảm biến và pin đến màng trao đổi ion với một loạt các ứng dụng tiềm năng bao gồm năng lượng, quốc phòng và xử lý nước.

Về lợi ích tiềm năng đối với năng lượng tái tạo, các nhà nghiên cứu đã phát hiện ra nó có thể giữ năng lượng tốt hơn than chì, có nghĩa là nó có thể được sử dụng để lưu trữ năng lượng pin, trong EVs và trong pin nhiên liệu. Nó cũng có thể được sử dụng để phát triển lớp phủ chống phản xạ cho pin mặt trời.

Gần đây, các nhà nghiên cứu từ Đại học Hải dương Trung Quốc ở Thanh Đảo đã phát hiện ra rằng graphene cũng có thể giúp tạo ra năng lượng từ những giọt mưa. Nó có thể đạt được điều này vì mưa không hoàn toàn chứa nước mà còn chứa một số muối có thể phân tách thành các ion dương và âm. Điều này có nghĩa là một phản ứng hóa học đơn giản có thể được sử dụng để khai thác năng lượng, sử dụng graphene để tách các ion tích điện dương, bao gồm natri, canxi và amoni, để tạo ra điện. Thông thường, khi một hạt mưa nằm trên bề mặt của tấm pin mặt trời, các loại muối khác nhau bên trong nó có nghĩa là nó có thể tạo ra một số điện tích không cân bằng. Các electron liên kết với các ion tích điện dương tạo ra một hiệu ứng được gọi là tương tác axit-bazơ Lewis.

Về lý thuyết, mặc dù các tấm pin mặt trời vẫn tạo ra vào những ngày nhiều mây, nhưng lượng năng lượng tạo ra ít hơn vào những ngày nắng, nếu các nhà nghiên cứu có thể phát triển một loại pin mặt trời trong mọi thời tiết tạo ra điện từ mưa, điều này sẽ giúp tăng cường năng lượng mặt trời hiệu quả bảng điều khiển.

Cho đến nay, thử nghiệm vẫn đang ở giai đoạn đầu, nhưng kết quả đã hứa hẹn. Các nhà nghiên cứu đã cố gắng tạo ra hàng trăm microvolt trong quá trình nghiên cứu, đạt được 6,53 hiệu suất chuyển đổi năng lượng mặt trời thành điện từ một bảng điều khiển năng lượng mặt trời tùy chỉnh. Quá trình này bao gồm việc thêm một lớp graphene vào một pin mặt trời nhạy cảm, sau đó được đặt lên một lớp nền trong suốt của oxit thiếc và nhựa indium. Điều này cho phép tế bào tạo ra năng lượng từ cả nắng và mưa.

Về bản chất, điều xảy ra là các ion dương liên kết với graphene tạo thành một lớp kép được gọi là tụ điện giả. Sự chênh lệch năng lượng giữa hai lớp có thể được sử dụng để tạo ra dòng điện. Vấn đề là các ion có trong hạt mưa ở nồng độ thấp, vì vậy có một câu hỏi đặt ra là làm thế nào để tạo ra đủ điện từ nồng độ thấp như vậy. Các nhà nghiên cứu hiện đang nghiên cứu vấn đề này cũng như xem xét cách công nghệ này có thể xử lý nhiều loại ion được tìm thấy trong mưa.

Các cách khác để sử dụng graphene để tăng lượng năng lượng tái tạo từ năng lượng mặt trời bao gồm việc tạo ra một vật liệu có thể hấp thụ nhiệt và ánh sáng xung quanh. Điều này có thể cho phép các tấm pin mặt trời tạo ra điện từ ánh sáng mặt trời khuếch tán trong nhà.

Nghiên cứu hiện tại có sẵn để xem xét kỹ lưỡng trên tạp chí Angewandte Chemie.


Xem video: Chế pin năng lượng mặt trời điện áp cao chế tạo hay 5 phút (Tháng Sáu 2021).