Sonselle wat energie kan opwek deur reën - Energie en omgewing - 2021
Sonselle wat energie uit reën kan genereer
Grafene is die onderwerp van navorsingsprogramme by talle akademiese instellings regoor die wêreld met betrekking tot voordele vir hernubare energie, soos dié wat vroeër vanjaar by Manchester en Abu Dhabi-universiteite betrokke was. Die materiaal is basies 'n enkele laag koolstofatome wat gerangskik is in 'n traliestruktuur wat dit maak 10 keer sterker as staal maar 1000 keer ligter as 'n vel papier. Dit het 'n groot potensiaal vir die ontwikkeling van elektriese komponente en toestelle en ander items, van sensors en batterye tot ionenwisselingsmembrane met 'n reeks potensiële toepassings, insluitend energie, verdediging en waterbehandeling.
Wat potensiële voordele vir hernubare energie betref, het navorsers ontdek dat dit beter energie kan bevat as grafiet, wat beteken dat dit gebruik kan word vir die berging van battery-energie, in EV's en in brandstofselle. Dit kan ook gebruik word om antirefleksiebedekkings vir sonselle te ontwikkel.
Meer onlangs het navorsers van die Ocean University of China in Qingdao ontdek dat grafeen ook kan help om energie uit reëndruppels op te wek. Dit kan dit bereik omdat reën nie heeltemal uit water bestaan ​​nie, dit bevat ook 'n aantal soute wat in positiewe en negatiewe ione verdeel kan word. Dit beteken weer dat 'n eenvoudige chemiese reaksie gebruik kan word om krag te benut deur grafeen te gebruik om die positief gelaaide ione, wat natrium, kalsium en ammonium insluit, te skei om elektrisiteit op te wek. Normaalweg as 'n reëndruppel op die oppervlak van 'n sonpaneel sit, beteken die verskillende soute daarin dat dit 'n aantal ongebalanseerde ladings kan veroorsaak. Die elektrone wat met positief gelaaide ione bind, skep 'n effek wat bekend staan ​​as die Lewis-suur-basis-interaksie.
In die teorie, alhoewel sonpanele steeds op bewolkte dae opwek, die hoeveelheid energie wat gegenereer word, minder is as op sonnige dae, as navorsers 'n alledaagse soncel kan ontwikkel wat elektrisiteit uit reën opwek, sal dit die huidige sonkrag baie help. paneeldoeltreffendheid.
Toets is tot dusver nog in 'n vroeë stadium, maar die resultate was belowend. Die navorsers het daarin geslaag om honderde mikrovolte tydens die navorsing op te wek en dit te bereik 6.53 son-na-elektriese omskakelingsdoeltreffendheid vanaf 'n aangepaste sonpaneel. Die proses het behels dat 'n laag grafeen by 'n gevoelige sonnesel gevoeg is, wat dan op 'n deursigtige rugkant van indiumbloksied en plastiek geplaas is. Dit het die sel in staat gestel om krag uit sonskyn en reën op te wek.
In wese gebeur dit dat die positiewe ione aan die grafeen bind en 'n dubbellaag vorm wat 'n pseudokapasitor genoem word. Die energieverskil tussen die twee lae kan gebruik word om 'n elektriese stroom op te wek. Die probleem is dat die ione in reëndruppels in lae konsentrasies voorkom, en daar is dus 'n vraag oor hoe om genoeg elektrisiteit uit sulke lae konsentrasies op te wek. Die navorsers werk nou hieraan en kyk hoe die tegnologie die verskeidenheid ione wat in reën voorkom, kan aanpak.
Ander maniere om grafeen te gebruik om die hoeveelheid hernubare energie van son te versterk, is die skep van 'n materiaal wat die omgewing se hitte en lig kan absorbeer. Dit kan weer sonpanele in staat stel om elektrisiteit uit diffuse sonlig binnenshuis op te wek.