მეორადი ბატარეები, როგორიცაა ლითიუმ-იონური ბატარეები, უნდა დაიტენოს მას შემდეგ, რაც შენახული ენერგია დაიხარჯება.წიაღისეულ საწვავზე ჩვენი დამოკიდებულების შესამცირებლად, მეცნიერები იკვლევდნენ მეორადი ბატარეების დატენვის მდგრად გზებს.ახლახან, ამარ კუმარმა (TN Narayanan-ის კურსდამთავრებული TIFR Hyderabad-ის ლაბორატორიაში) და მისმა კოლეგებმა შექმნეს კომპაქტური ლითიუმის იონური ბატარეა ფოტომგრძნობიარე მასალებით, რომელიც შეიძლება პირდაპირ დამუხტვას მზის ენერგიით.
თავდაპირველი მცდელობები მზის ენერგიის ბატარეების დატენვისკენ მიმართულიყო, გამოიყენებოდა ფოტოელექტრული უჯრედებისა და ბატარეების ცალკეულ ერთეულებად.მზის ენერგია ფოტოელექტრული უჯრედებით გარდაიქმნება ელექტრულ ენერგიად, რომელიც, შესაბამისად, ინახება ქიმიურ ენერგიად ბატარეებში.ამ ბატარეებში შენახული ენერგია გამოიყენება ელექტრონული მოწყობილობების კვებისათვის.ენერგიის ეს რელე ერთი კომპონენტიდან მეორეზე, მაგალითად, ფოტოელექტრული ელემენტიდან ბატარეამდე, იწვევს ენერგიის გარკვეულ დაკარგვას.ენერგიის დაკარგვის თავიდან ასაცილებლად, გადაინაცვლა ბატარეის შიგნით ფოტომგრძნობიარე კომპონენტების გამოყენების შესწავლაზე.არსებითი პროგრესია ბატარეის შიგნით ფოტომგრძნობიარე კომპონენტების ინტეგრირებაში, რაც იწვევს უფრო კომპაქტური მზის ბატარეების ფორმირებას.
მიუხედავად იმისა, რომ გაუმჯობესებულია დიზაინით, არსებულ მზის ბატარეებს მაინც აქვთ გარკვეული ნაკლოვანებები.ამ ნაკლოვანებებიდან რამდენიმე, რომელიც დაკავშირებულია სხვადასხვა ტიპის მზის ბატარეებთან, მოიცავს: მზის ენერგიის საკმარისი ათვისების უნარის დაქვეითებას, ორგანული ელექტროლიტის გამოყენებას, რომელმაც შეიძლება დააზიანოს ფოტომგრძნობიარე ორგანული კომპონენტი ბატარეის შიგნით და გვერდითი პროდუქტების წარმოქმნა, რომლებიც აფერხებენ ბატარეის მდგრად მუშაობას. გრძელვადიანი.
ამ კვლევაში ამარ კუმარმა გადაწყვიტა შეესწავლა ახალი ფოტომგრძნობიარე მასალები, რომლებიც ასევე შეიძლება შეიცავდეს ლითიუმს და ააშენოს მზის ბატარეა, რომელიც იქნება გაჟონვისგან დამცავი და ეფექტურად იმუშავებს გარემო პირობებში.მზის ბატარეები, რომლებსაც ორი ელექტროდი აქვთ, ჩვეულებრივ შეიცავს ფოტომგრძნობიარე საღებავს ერთ-ერთ ელექტროდში, ფიზიკურად შერეული სტაბილიზატორის კომპონენტთან, რომელიც ეხმარება ელექტრონების ნაკადს ბატარეაში.ელექტროდს, რომელიც წარმოადგენს ორი მასალის ფიზიკურ ნარევს, აქვს შეზღუდვები ელექტროდის ზედაპირის ფართობის ოპტიმალურ გამოყენებასთან დაკავშირებით.ამის თავიდან ასაცილებლად, TN Narayanan-ის ჯგუფის მკვლევარებმა შექმნეს ფოტომგრძნობიარე MoS2 (მოლიბდენის დისულფიდი) და MoOx (მოლიბდენის ოქსიდი) ჰეტეროსტრუქტურა, რათა ფუნქციონირებდეს როგორც ერთი ელექტროდი.როგორც ჰეტეროსტრუქტურა, რომელშიც MoS2 და MoOx შერწყმულია ქიმიური ორთქლის დეპონირების ტექნიკით, ეს ელექტროდი იძლევა მზის ენერგიის შთანთქმის უფრო მეტ ზედაპირს.როდესაც სინათლის სხივები ელექტროდს ეცემა, ფოტომგრძნობიარე MoS2 წარმოქმნის ელექტრონებს და ერთდროულად ქმნის ვაკანსიებს, რომლებსაც ხვრელები ეწოდება.MoOx ინახავს ელექტრონებსა და ხვრელებს ერთმანეთისგან და გადასცემს ელექტრონებს ბატარეის წრეში.
აღმოჩნდა, რომ ეს მზის ბატარეა, რომელიც მთლიანად აწყობილი იყო ნულიდან, კარგად მუშაობდა იმიტირებული მზის სინათლის ზემოქმედების დროს.ამ ბატარეაში გამოყენებული ჰეტეროსტრუქტურული ელექტროდის შემადგენლობა ფართოდ იქნა შესწავლილი გადამცემი ელექტრონული მიკროსკოპითაც.კვლევის ავტორები ამჟამად მუშაობენ მექანიზმის აღმოჩენაზე, რომლითაც MoS2 და MoOx მუშაობენ ლითიუმის ანოდთან ერთად, რაც იწვევს დენის წარმოქმნას.მიუხედავად იმისა, რომ ეს მზის ბატარეა აღწევს ფოტომგრძნობიარე მასალის უფრო მაღალ ურთიერთქმედებას სინათლესთან, ჯერ კიდევ არ არის მიღწეული დენის ოპტიმალური დონის გამომუშავება ლითიუმის იონური ბატარეის სრულად დასატენად.ამ მიზნის გათვალისწინებით, TN Narayanan-ის ლაბორატორია იკვლევს, თუ როგორ შეუძლიათ ამ ჰეტეროსტრუქტურულ ელექტროდებს გზა გაუხსნან დღევანდელი მზის ბატარეების გამოწვევებისთვის.
გამოქვეყნების დრო: მაისი-11-2022