Η συσκευή που ενσωματώνει το ηλιακό κύτταρο και την μπαταρία θα μπορούσε να αποθηκεύσει την ηλεκτρική ενέργεια έξω από το πλέγμα

November 13, 2018

Οι επιστήμονες στις Ηνωμένες Πολιτείες και τη Σαουδική Αραβία έχουν εκμεταλλευτεί τις δυνατότητες και ενός ηλιακού κυττάρου και μπαταρία σε μια συσκευή -- μια «ηλιακή μπαταρία ροής» που ενυδατώνει επάνω το φως του ήλιου και το αποθηκεύει αποτελεσματικά ως χημική ενέργεια για την πιό πρόσφατη κατόπιν παραγγελίας χρήση. Η έρευνά τους, που δημοσιεύθηκε στις 27 Σεπτεμβρίου στο journalChem, θα μπορούσε να καταστήσει την ηλεκτρική ενέργεια πιό προσιτή στις μακρινές περιοχές του κόσμου.

Ενώ το φως του ήλιου έχει κερδίσει όλο και περισσότερο την έκκληση ως καθαρή και άφθονη πηγή ενέργειας, έχει έναν προφανή περιορισμό -- υπάρχει μόνο τόσο πολύ φως του ήλιου ανά ημέρα, και μερικές ημέρες είναι πολύ πιό sunnier από άλλες. Προκειμένου να κρατηθεί η ηλιακή ενέργεια πρακτική, αυτό σημαίνει ότι αφότου μετατρέπεται το φως του ήλιου στην ηλεκτρική ενέργεια, πρέπει να αποθηκευτεί. Κανονικά αυτό παίρνει δύο συσκευές -- ένα ηλιακό κύτταρο και μια μπαταρία -- αλλά η ηλιακή μπαταρία ροής σχεδιάζεται για να αποδώσει και όπως τους δύο.

«Έναντι της χωρισμένης μετατροπής ηλιακής ενέργειας και των ηλεκτροχημικών ενεργειακών συσκευών αποθήκευσης, ο συνδυασμός των λειτουργιών των χωρισμένων συσκευών σε μια ενιαία, ενσωματωμένη συσκευή θα μπορούσε να είναι ένας αποδοτικότερος, εξελικτικός, συμπαγής, και η οικονομικώς αποδοτική προσέγγιση στη χρησιμοποίηση της ηλιακής ενέργειας,» λέει το τραγούδι Jin, ένας καθηγητής της χημείας στο πανεπιστήμιο του Ουισκόνσιν-Μάντισον. Η Jin και η ομάδα του ανέπτυξαν τη συσκευή σε συνεργασία με jr-Hau αυτός, ένας καθηγητής της ηλεκτρικής εφαρμοσμένης μηχανικής στο πανεπιστήμιο βασιλιάδων Αμπντουλάχ της επιστήμης και της τεχνολογίας (KAUST) στη Σαουδική Αραβία.

Η ηλιακή μπαταρία ροής έχει τρεις διαφορετικούς τρόπους. Εάν η ενέργεια απαιτείται αμέσως, μπορεί να ενεργήσει όπως ένα ηλιακό κύτταρο και να μετατρέψει αμέσως το φως του ήλιου στην ηλεκτρική ενέργεια. Διαφορετικά, η συσκευή μπορεί να ενυδατώσει επάνω τη ηλιακή ενέργεια μέχρι την ημέρα και να την αποθηκεύσει ως χημική ενέργεια για να την παραδώσει αργότερα ως ηλεκτρική ενέργεια όταν πέφτει η νύχτα ή ο ουρανός γίνεται νεφελώδης. Η συσκευή μπορεί επίσης να φορτιστεί από την ηλεκτρική ενέργεια εάν είναι απαραίτητο, ακριβώς όπως μια χαρακτηριστική μπαταρία. Το πρότυπο μπαταριών ροής της ομάδας πιό πρόσφατο ηλιακό είναι σε θέση να αποθηκεύσει και να παραδώσει την ηλεκτρική ενέργεια από τη ηλιακή ενέργεια αποτελεσματικότερα από οποιαδήποτε άλληδήποτε ενσωματωμένη συσκευή αυτήν την περίοδο.

Η Jin θεωρεί ότι η ηλιακή μπαταρία ροής θα μπορούσε να βοηθήσει να ξεπεράσει τους περιορισμούς του ηλεκτρικού πλέγματος με να κάνει την ηλεκτρική ενέργεια ευκολότερα - διαθέσιμη στους ανθρώπους που ζουν στις αγροτικές περιοχές και που παρέχουν μια εναλλακτική πηγή της ενέργειας όταν αποτυγχάνουν τα παραδοσιακά ηλεκτρικά συστήματα.

«Αυτές οι ενσωματωμένες ηλιακές μπαταρίες ροής θα είναι ιδιαίτερα κατάλληλες όπως διανέμονται και τα αυτόνομα συστήματα μετατροπής και αποθήκευσης ηλιακής ενέργειας στις μακρινές θέσεις και να επιτρέψουν την πρακτική ηλέκτριση από-πλέγματος,» λένε τη Jin.

Η κατασκευή των τρεχουσών ηλιακών μπαταριών ροής είναι ακόμα πάρα πολύ ακριβή για τις πραγματικές αγορές, αλλά η Jin θεωρεί τα απλούστερα σχέδια, φτηνότερα υλικά ηλιακών κυττάρων, και οι τεχνολογικές πρόοδοι μπόρεσαν να βοηθήσουν να κόψουν τις δαπάνες στο μέλλον. Και ενώ το τρέχον πρότυπο είναι συγκριτικά αρκετά αποδοτικό, η ομάδα έχει τα σχέδια για να βελτιώσει περαιτέρω το σχέδιό της. Μερικές από την τάση της τρέχουσας συσκευής πρόκειται ακόμα να σπαταλήσουν -- η σημασία των επιστημόνων μπορεί να χρειαστεί στο τσίμπημα τα οξειδοαναγωγικά είδη και photoelectrode τα υλικά που λειτουργούν σε συνδυασμό για να μετατρέψουν τη ηλιακή ενέργεια που εισάγεται στην ηλεκτρική παραγωγή. Αλλά η Jin θεωρεί ότι, με την περαιτέρω έρευνα, οι ηλιακές μπαταρίες ροής μπορούν σύντομα να είναι πρακτικές.

«Πιστεύουμε ότι θα μπορούσαμε τελικά να φτάσουμε στην αποδοτικότητα 25% χρησιμοποιώντας τα ηλιακά υλικά ανάδυσης και η νέα ηλεκτροχημεία,» λέει τη Jin. «Σε αυτήν την σειρά αποδοτικότητας, χωρίς χρησιμοποίηση των ακριβών ηλιακών κυττάρων, πρέπει να είναι αρκετά ανταγωνιστικό με άλλες τεχνολογίες ανανεώσιμης ενέργειας. Κατόπιν σκέφτομαι ότι η εμπορευματοποίηση θα μπορούσε να είναι δυνατή.»

 

από: το https://www.sciencedaily.com/releases/2018/09/180927145525.htm