Критики популяризації електромобілів використовують як аргумент проти той факт, що при переході на електротранспорт існуючі потужності електростанцій не витримають такого споживання енергії. Тому доведеться будувати неекологічних електростанції такі як вугільні або атомні. А вони не виконують норм з безпеки.
Щоб обійти цю проблему, технології відновлюваної енергетики розвиваються. За останні 10 років сильний поштовх в розвитку отримала вітрова енергетика, де собівартість електроенергії впала в 3-5 разів. Сильно впала в ціні і сонячна, причому настільки, що європейські виробники панелей для електростанцій запросили допомоги в уряду, так як їх ціна при покупці у китайських виробників нагадує демпінг.
І ось китайські вчені розробили нову технологію. Відповідно до отриманих даних, нові сонячні панелі отримують енергію від сонця і дощу.
Сонячна енергія знаходиться на підйомі. Технічні досягнення зробили сонячні батареї ефективним і доступними в останні 5-10 років. Істотним недоліком залишається те, що сонячні батареї не виробляють енергію коли йде дощ.
Тепер же така ситуація зміниться: китайські дослідники розробили нове рішення для створення всепогодного сонячного елемента, який працює як від сонячного світла, так і від крапель дощу. Результати своєї роботи вони опублікували в журналі Angewandte Chemie.
Команда з океанського університету (Ocean University of China, Qingdao) і університету Юньнать (Yunnan Normal University, Kunming) розробили високоефективну фотоелектричні осередок Гретцеля. Для виробництва електроенергії з крапель дощу вчені використовували найтоншу плівку з графена.
Графен являє собою двовимірну форму вуглецю, в якому атоми розташовані в структурі, яка нагадує бджолині стільники. Його легко отримують окисленням, відлущуванням, і наступним відновленням графіту. Цей матеріал володіє унікальними електронними властивостями: він добре проводить струм і містить безліч вільних електронів, які без праці переміщуються по всьому шару. Графен здатний зв'язувати позитивно заряджені іони зі своїми електронами (кислотно-основна взаємодія Льюїса) у водних розчинах. Ця властивість використовується в процесах на основі графену для видалення іонів свинцю і органічних барвників з розчинів.
Це явище надихнуло дослідників, що працюють з Qunwei Tang (професор матеріалознавства в Ocean University of China) використовувати графенові електроди для отримання енергії від впливу крапель дощу. Краплі дощу - не чисто вода. Вони містять солі, які дисоціюють на позитивні і негативні іони. Позитивно заряджені іони, в тому числі солей натрію, кальцію і іони амонію, можуть зв'язуватися з поверхнею графена.
Коли крапля дощу потрапляє на графенових покриття, в точці дотику вона насичується позитивно зарядженими іонами. В цей же час графен збагачується делокалізованних електронами. Наслідком цього є утворення подвійного процесу - з електронів і позитивно заряджених іонів, який отримав назву «псевдоконденсація». Різниця потенціалів, пов'язаних з цим явищем, достатня для отримання напруги і струму.
Ця теорія була підтверджена лабораторними випробуваннями. При цьому, ефективність перетворення енергії, продемонстрована в експериментах, склала приблизно 6,5%. Цифра, звичайно, не дуже велика, адже у чисто сонячних батарей ККД досягає 20%. Але автори дослідження вважають, що проведення подальших досліджень і вдосконалення технології дасть можливість виготовити вельми ефективні сонячні батареї, які мають можливість працювати незалежно від погодних умов. Проте, навіть при високій вартості використання цього методу, такі панелі, що мають графенових покриття, цілком можна починати використовувати там, де часто спостерігається дощова погода.
Говорити про швидкий вихід готового комерційного продукту на основі «всепогодних» сонячних панелей поки рано. Однак вчені впевнені, що після ряду додаткових тестів і удосконалень, технологія стане досить перспективною і навіть потіснить традиційні фотоелементи.
джерело: http://onlinelibrary.wiley.com/journal/10.1002/(ISSN)1521-3773/homepage/press/201610press.html