Μια καινοτόμος τεχνολογία υπόσχεται να απαλλάξει εκατομμύρια μικροσυσκευές από την ανάγκη χρήσης μπαταριών. Ερευνητές ανέπτυξαν μικροσκοπικά ηλιακά κύτταρα που αξιοποιούν το φως εσωτερικών χώρων – όπως γραφείων ή σαλονιών.
Η τεχνολογία, η οποία παρουσιάζεται στο περιοδικό Advanced Functional Materials, βασίζεται στο υλικό περοβσκίτης (perovskite), που ήδη χρησιμοποιείται σε νέας γενιάς φωτοβολταϊκά. Το υλικό αυτό ξεχωρίζει επειδή απορροφά πιο αποτελεσματικά το χαμηλής έντασης φως που υπάρχει σε κλειστούς χώρους, σε σύγκριση με τα παραδοσιακά φωτοβολταϊκά πυριτίου.
Σύμφωνα με τη μελέτη, τα ηλιακά στοιχεία περοβσκίτη αποδείχθηκαν έξι φορές πιο αποδοτικά από τα φωτοβολταϊκά μονοκρυσταλλικού πυριτίου σε εσωτερικό φωτισμό. Σε βάθος χρόνου, προσφέρουν μια βιώσιμη και οικονομικότερη λύση έναντι των μπαταριών, εξήγησε ο συν-συγγραφέας της έρευνας Μοτζταμπά Αμπντί Τζαλέμπι, αναπληρωτής καθηγητής ενεργειακών υλικών στο University College London.
Αυτό ανοίγει τον δρόμο ώστε πληκτρολόγια, αισθητήρες, συναγερμοί και άλλες συσκευές να λειτουργούν αποκλειστικά με το υπάρχον φως του περιβάλλοντος.
«Δισεκατομμύρια συσκευές που καταναλώνουν ελάχιστη ενέργεια εξαρτώνται σήμερα από την αντικατάσταση μπαταριών — μια μη βιώσιμη λύση. Ο αριθμός τους θα αυξηθεί με την ανάπτυξη του Internet of Things», τόνισε ο Τζαλέμπι.
«Ως τώρα, τα ηλιακά κύτταρα για εσωτερικό φωτισμό ήταν ακριβά και αναποτελεσματικά. Τα νέα στοιχεία περοβσκίτη που κατασκευάσαμε συλλέγουν πολύ περισσότερη ενέργεια από τα διαθέσιμα εμπορικά κύτταρα και είναι πιο ανθεκτικά. Δημιουργείται έτσι προοπτική για ηλεκτρονικές συσκευές που τροφοδοτούνται από το ήδη υπάρχον φως», πρόσθεσε ο ερευνητής.
Η αντιμετώπιση των μειονεκτημάτων
Ο περοβσκίτης, παρότι έχει πλεονεκτήματα, εμφανίζει αδυναμίες στη σταθερότητα και τη διάρκεια ζωής. Το πρόβλημα εντοπίζεται σε μικροσκοπικές «παγίδες» στην κρυσταλλική δομή, που περιορίζουν τη ροή ρεύματος και φθείρουν ταχύτερα το υλικό.
Για την αντιμετώπισή του, οι επιστήμονες χρησιμοποίησαν χημικό συνδυασμό. Το χλωριούχο ρουβίδιο ενίσχυσε την ομοιογενή ανάπτυξη των κρυστάλλων, ενώ δύο οργανικά άλατα — το DMOAI και το PEACl — σταθεροποίησαν τα ιόντα και απέτρεψαν τον διαχωρισμό τους. Έτσι επιβραδύνθηκε η υποβάθμιση της απόδοσης του στοιχείου.
«Ένα ηλιακό κύτταρο με τέτοιες ατέλειες μοιάζει με τούρτα κομμένη σε κομμάτια. Εμείς ενώσαμε ξανά τα κομμάτια ώστε να ρέει καλύτερα η ενέργεια», δήλωσε ο Σίμινγκ Χουανγκ, επικεφαλής συγγραφέας και υποψήφιος διδάκτορας στο UCL.
Μετά τις βελτιώσεις, τα κύτταρα απέδωσαν μετατροπή του 37,6% του φωτός εσωτερικού χώρου σε ηλεκτρική ενέργεια υπό ένταση 1.000 lux — όσο σε ένα καλά φωτισμένο γραφείο. Επιπλέον, διατήρησαν το 92% της απόδοσής τους ύστερα από 100 ημέρες λειτουργίας, σε αντίθεση με το 76% των συμβατικών κυττάρων.
Ο Τζαλέμπι τόνισε ότι ήδη βρίσκονται σε συνομιλίες με τη βιομηχανία για εμπορική αξιοποίηση της τεχνολογίας.
«Το μεγάλο πλεονέκτημα είναι το χαμηλό κόστος. Χρησιμοποιούνται άφθονα υλικά και οι διαδικασίες παραγωγής είναι απλές», κατέληξε.
Διαβάστε ακόμη
Συνταξιούχοι: Τα τρία σενάρια για την ενίσχυσή τους – Πώς έχασαν 164 δισ. από τα μνημόνια
Τουρισμός: Από το μπλε του Αιγαίου στην «ασημένια» σεζόν – Η νέα ευκαιρία της Ελλάδας
ΟΠΕΚ+: Η Σαουδική Αραβία πιέζει για νέα αύξηση της παραγωγής πετρελαίου – Βουτιά στις τιμές (upd)
Για όλες τις υπόλοιπες ειδήσεις της επικαιρότητας μπορείτε να επισκεφτείτε το Πρώτο Θέμα