Vaši kućni uređaji mogli bi uskoro raditi bez baterija

Istraživači kažu da ovaj napredak utire put elektronici napajanoj okolnim svjetlom koje je već prisutno u našim životima.

Niz personalnih i kućnih uređaja mogao bi jednog dana funkcionisati bez baterija nakon razvoja nove solarne tehnologije.

Ove nove solarne ćelije su sposobne da sakupljaju energiju od okolne svjetlosti. Otkriće ima široke primjene i moglo bi omogućiti potrošačima da napajaju uređaje kao što su tastature, alarmi i senzori samo pomoću okolnog svjetla u zatvorenom prostoru.

Istraživači su upotrijebili perovskit radi sakupljanja svetlosti u solarnim ćelijama. Ovaj materijal se već upotrebljava u drugim solarnim ćelijama i pruža izražene prednosti naspram tradicionalnih solarnih panela baziranih na silicijumu. Perovskit naročito apsorbuje nižeenergetsko okolno svetlo efikasnije nego tradicionalni metodi, zbog čega je idealan za upotrebu u zatvorenom.

Nove perovskitske ćelije su šest puta efikasnije od solarnih ćelija na bazi silicijuma, otkrili su istraživači. Dugoročno gledano, solarne ćelije na bazi perovskita predstavljaju održiviju i isplativiju alternativu baterijama, kažu autori studije sa Londonskog univerzitetskog koledža.

Milijarde uređaja koji zahtijevaju male količine energije oslanjaju se na zamjenjivanje baterija, što predstavlja neodrživu praksu. Taj broj će rasti dok se Internet stvari širi.

Trenutno, solarne ćelije koje hvataju energiju od svetla u zatvorenom prostoru su skupe i nefikasne. Naše perovskitske solarne ćelije mogu da sakupe mnogo više energije nego komercijalne ćelije i mnogo su trajnije nego drugi prototipi. To otvara put za elektroniku koja dobija energiju od okolnog svetla već prisutnog u našim životima, kažu istraživači.

Izazovi sastava

Perovskit postaje popularan materijal za upotrebu u solarnim panelima, sa izraženim koristima naspram materijala baziranih na silicijumu. Međutim, iako njegove primjene obećavaju, materijal ima nekoliko mana u pogledu stabilnosti i dugotrajnosti.

Ključni faktor su „zamke“ – sićušni defekti u kristalnoj strukturi perovskita. Ove zamke čine da se elektroni zaglave u malenim deformacijama u materijalu, sprječavajući upotrebu energije.

Štaviše, dok te zamke sputavaju tok elektriciteta, takođe ubrzavaju propadanje materijala tokom vremena, zbog nelinearnog toka naelektrisanja kroz materijal.

Radi prevazilaženja toga, istraživači su koristili kombinaciju hemikalija u cilju smanjenja defekata. Primjenjen je rubidijum-hlorid, koji je podstakao homogeniji rast kristala i smanjio gustinu zamki.

Još dve hemikalije – N,N dimetiloktilamonijum jodid (DMOAI) i fenetilamonijum hlorid (PEACI), organske soli amonijuma – takođe su primjenjene radi stabilizacije dva tipa jona (jodid i bromid) i sprječavanja njihovog razdvajanja. To je pomoglo u rješavanju problema propadanja dugotrajnog učinka u solarnoj ćeliji.

„Solarna ćelija sa ovim sićušnim defektima je poput torte isečene na komade. Pomoću kombinacije strategija ponovo smo sastavili tortu, omogućavajući naelektrisanju da lakše prolazi kroz nju“, kažu istraživači.

Nakon rješavanja problema zamki, otkriveno je da solarne ćelije konvertuju 37,6% svjetlosti u zatvorenom prostoru u električnu energiju. To je ostvareno pri 1.000 luksa, što je ekvivalentno dobro osvijetljenoj kacelariji.

Dugotrajnost se takođe popravila – solarne ćelije su zadržale 92% učinka tokom 100 dana. Naspram toga, kontrolni uređaj u kom perovskit nije modifikovan radi uklanjanja mana zadržao je 76% svog početnog učinka.

Pratite nas na našoj Facebook i Instagram stranici i X nalogu.