Литий-иондық батареялар сияқты қосымша батареяларды жинақталған қуат таусылғаннан кейін қайта зарядтау қажет.Қазба отындарына тәуелділікті азайту мақсатында ғалымдар қайталама батареяларды қайта зарядтаудың тұрақты жолдарын зерттеп жатыр.Жақында Амар Кумар (TIFR Хайдарабадтағы Т.Н. Нараянан зертханасының магистранты) және оның әріптестері күн энергиясымен тікелей зарядталатын фотосезімтал материалдары бар ықшам литий-ионды аккумулятор жинады.
Батареяларды қайта зарядтау үшін күн энергиясын арнаға бағытталған бастапқы күш-жігер фотоэлектрлік элементтер мен батареяларды бөлек нысандар ретінде пайдаланды.Күн энергиясы фотоэлектрлік элементтер арқылы электр энергиясына айналады, нәтижесінде батареяларда химиялық энергия ретінде сақталады.Бұл батареяларда жинақталған энергия электронды құрылғыларды қуаттандыруға жұмсалады.Бір құрамдас бөліктен екіншісіне энергияның бұл релесі, мысалы, фотоэлектрлік элементтен батареяға дейін энергияның біршама жоғалуына әкеледі.Энергияны жоғалтудың алдын алу үшін батареяның ішіндегі фотосезімтал компоненттерді пайдалануды зерттеуге бет бұрды.Фотосезімтал компоненттерді аккумуляторға біріктіруде айтарлықтай прогреске қол жеткізілді, нәтижесінде ықшам күн батареялары пайда болды.
Дизайн жақсарғанымен, қолданыстағы күн батареяларының кейбір кемшіліктері бар.Күн батареяларының әртүрлі түрлерімен байланысты осы кемшіліктердің бірнешеуіне мыналар жатады: күн энергиясын жеткілікті пайдалану қабілетінің төмендеуі, аккумулятордың ішіндегі фотосезімтал органикалық компонентті коррозияға ұшыратуы мүмкін органикалық электролиттің қолданылуы және батареяның тұрақты жұмысына кедергі келтіретін жанама өнімдердің пайда болуы. ұзақ мерзімді.
Бұл зерттеуде Амар Кумар литийді қоса алатын және ағып кетпейтін және қоршаған орта жағдайында тиімді жұмыс істейтін күн батареясын құра алатын жаңа фотосезімтал материалдарды зерттеуге шешім қабылдады.Екі электроды бар күн батареялары әдетте электродтардың бірінде батарея арқылы электрондар ағынын жүргізуге көмектесетін тұрақтандырғыш компонентпен физикалық араласқан фотосезімтал бояуды қамтиды.Екі материалдың физикалық қоспасы болып табылатын электродтың электрод бетінің ауданын оңтайлы пайдалануында шектеулер бар.Бұған жол бермеу үшін ТН Нараянан тобының зерттеушілері бір электрод ретінде жұмыс істеу үшін фотосезімтал MoS2 (молибден дисульфиді) және MoOx (молибден оксиді) гетероструктурасын жасады.MoS2 және MoOx химиялық бу тұндыру әдісімен біріктірілген гетероструктура бола отырып, бұл электрод күн энергиясын сіңіру үшін көбірек бет аймағына мүмкіндік береді.Жарық сәулелері электродқа түскенде, фотосезімтал MoS2 электрондар жасайды және бір уақытта саңылаулар деп аталатын бос орындарды жасайды.MoOx электрондар мен тесіктерді бір-бірінен ажыратады және электрондарды батарея тізбегіне тасымалдайды.
Толығымен нөлден құрастырылған бұл күн батареясы симуляцияланған күн сәулесінің әсеріне ұшыраған кезде жақсы жұмыс істейтіні анықталды.Бұл аккумуляторда қолданылатын гетероструктуралық электродтың құрамы трансмиссиялық электронды микроскоппен де кеңінен зерттелді.Зерттеудің авторлары қазіргі уақытта MoS2 және MoOx литий анодымен бірге жұмыс істейтін, нәтижесінде ток пайда болатын механизмді ашу үстінде.Бұл күн батареясы фотосезімтал материалдың жарықпен жоғарырақ әрекеттесуіне қол жеткізсе де, литий-ионды аккумуляторды толық зарядтау үшін тоқтың оңтайлы деңгейлерін генерациялауға әлі қол жеткізген жоқ.Осы мақсатты ескере отырып, Т.Н. Нараянанның зертханасы мұндай гетероструктуралық электродтардың қазіргі күн батареяларының қиындықтарын шешуге қалай жол ашатынын зерттейді.
Хабарлама уақыты: 2022 жылдың 11 мамыры