Ισπανοί επιστήμονες από το Ινστιτούτο Επιστήμης και Τεχνολογίας Υλικών (ICMS) στη Σεβίλλη αναπτηγμένος Ένα ασυνήθιστο υβριδικό ηλιακό στοιχείο βασισμένο στον περοβσκίτη, ικανό να μετατρέπει ταυτόχρονα τόσο την ηλιακή ακτινοβολία όσο και την ενέργεια των σταγόνων βροχής που πέφτουν σε ηλεκτρική ενέργεια. Η τεχνολογία συνδυάζει το κλασικό φωτοβολταϊκό φαινόμενο για το ηλιακό φως με το τριβοηλεκτρικό φαινόμενο για τις σταγόνες βροχής. Ουσιαστικά, πρόκειται για μια λύση παντός καιρού.
Η βασική ιδέα είναι απλή: η δημιουργία μιας πολυλειτουργικής συσκευής που λειτουργεί πιο αποτελεσματικά σε μεταβαλλόμενες καιρικές συνθήκες, ειδικά σε περιοχές με συχνές βροχοπτώσεις. Ο σχεδιασμός του κελιού χρησιμοποιεί ένα στρώμα περοβσκίτη για την παραγωγή ηλιακής ενέργειας, το οποίο καλύπτεται από ένα λεπτό στρώμα φθοριωμένου πολυμερούς CFₓ, το οποίο διαθέτει αρκετές σημαντικές ιδιότητες: υψηλή διαφάνεια (πάνω από 90%), υδροφοβικότητα και την ικανότητα παραγωγής τριβοηλεκτρικής ενέργειας.
Αυτό το προστατευτικό στρώμα, που εναποτίθεται σε θερμοκρασία δωματίου σε κενό με ψεκασμό πλάσματος, προστατεύει τον ευαίσθητο περοβσκίτη από την υγρασία, ενώ ταυτόχρονα επιτρέπει τη συλλογή ενέργειας από τις κρούσεις των σταγόνων βροχής. Όταν μια σταγόνα βροχής χτυπά μια επιφάνεια και αποκολλάται, συμβαίνει επαφή και διαχωρισμός φορτίου μεταξύ των υλικών, δημιουργώντας έναν ηλεκτρικό παλμό.
Τα πειραματικά πρωτότυπα κατέδειξαν φωτοβολταϊκή απόδοση 17,9%. Το τριβοηλεκτρικό στοιχείο της συσκευής επέδειξε εντυπωσιακή απόδοση: τάση ανοιχτού κυκλώματος έως 110 V ανά σταγόνα και μέγιστη πυκνότητα ισχύος περίπου 4 mW/m². Σε υβριδική λειτουργία, στο μισό της ακτινοβολίας του ήλιου (500 W/m²), επιτεύχθηκε πυκνότητα ρεύματος βραχυκυκλώματος 11,6 mA/m² και η μέγιστη τάση από τις σταγόνες έφτασε τα 12 V. Οι ερευνητές δημιούργησαν επίσης μια συσκευή επίδειξης στην οποία το υβριδικό στοιχείο φόρτιζε έναν υπερπυκνωτή και τροφοδοτούσε μια ταινία LED μέσω ενός μετατροπέα.
Η ανάπτυξη, που πραγματοποιήθηκε από τα έργα 3DScavengers και Drop Ener με την υποστήριξη του Ευρωπαϊκού Συμβουλίου Έρευνας και του Ταμείου Επόμενης Γενιάς, ανοίγει την πόρτα σε πιο ευέλικτα ηλιακά πάνελ. Ενώ το ηλιακό φως εξακολουθεί να αποτελεί την κύρια πηγή ενέργειας, η πρόσθετη ενέργεια από τη βροχή επιταχύνει τη φόρτιση της μπαταρίας σε συννεφιασμένο καιρό. Ωστόσο, η κλιμάκωση της τεχνολογίας πέρα από τα εργαστηριακά πρωτότυπα παραμένει δύσκολη και απαιτεί περαιτέρω έρευνα.
Πηγή:
Πηγή: 3dnews.ru
