Spanyol tudósok a sevillai Anyagtudományi és Technológiai Intézetből (ICMS) fejlett Egy szokatlan, perovszkit alapú hibrid napelem, amely képes egyszerre a napsugárzást és a hulló esőcseppek energiáját elektromos árammá alakítani. A technológia a napfény klasszikus fotovoltaikus hatását ötvözi az esőcseppek triboelektromos hatásával. Lényegében egy minden időjárási körülmény között használható megoldást kínál.
Az alapötlet egyszerű: egy olyan multifunkcionális eszköz létrehozása, amely változó időjárási körülmények között, különösen a gyakori csapadékkal rendelkező régiókban működik a leghatékonyabban. A cella kialakítása egy perovszkit réteget használ a napenergia előállítására, amelyet egy vékony fluorozott CFₓ polimer réteg fed, amely számos fontos tulajdonsággal rendelkezik: nagyfokú átlátszóság (90% felett), hidrofóbicitás és triboelektromos energia előállításának képessége.
Ez a védőréteg, amelyet szobahőmérsékleten, vákuumban plazmaszórással vittek fel, megvédi az érzékeny perovszkitot a nedvességtől, miközben egyidejűleg lehetővé teszi az energia hasznosítását az esőcseppek becsapódásából. Amikor egy esőcsepp egy felületnek csapódik és leválik, az anyagok között érintkezés és töltésszétválás történik, elektromos impulzust generálva.
A kísérleti prototípusok 17,9%-os fotovoltaikus hatásfokot mutattak. Az eszköz triboelektromos komponense lenyűgöző teljesítményt mutatott: cseppenként akár 110 V üresjárati feszültséget és körülbelül 4 mW/m² maximális teljesítménysűrűséget. Hibrid módban, a nap besugárzásának felével (500 W/m²) 11,6 mA/m² rövidzárlati áramsűrűséget értek el, a cseppekből származó csúcsfeszültség pedig elérte a 12 V-ot. A kutatók egy olyan demonstrációs berendezést is létrehoztak, amelyben a hibrid cella egy szuperkondenzátort töltött, és egy konverteren keresztül egy LED-szalagot hajtott.
A 3DScavengers és a Drop Ener projektek által az Európai Kutatási Tanács és a Next Generation Fund támogatásával végzett fejlesztés utat nyit a sokoldalúbb napelemek előtt. Míg a napfény továbbra is az elsődleges energiaforrás, az esőből származó további energia felgyorsítja az akkumulátorok töltését felhős időben. A technológia laboratóriumi prototípusokon túli kiterjesztése azonban továbbra is kihívást jelent, és további kutatásokat igényel.
Forrás:
Forrás: 3dnews.ru
