- Kineski istraživači razvili su perovskitne solarne ćelije koje uspešno rade pod vodom i testirali ih na dubini od 10 metara.
- U laboratoriji su dostigle oko 35 odsto efikasnosti, a u moru mogu da napajaju senzore, kamere i autonomne robote.
- Poseban vodoodbojni sloj rešio je problem vlage, pa su ćelije u testu zadržale gotovo nepromenjene performanse punih 1.160 sati.
Solarni paneli i morska dubina ne deluju kao naročito dobra kombinacija, jer voda već na nekoliko metara blokira veliki deo sunčeve svetlosti. Ipak, naučnici su napravili solarne ćelije koje koriste upravo ono malo svetlosti koje prodire kroz more i uspešno ih testirali na dubini od 10 metara.
Istraživači sa kineskog Junan univerziteta razvili su perovskitne solarne ćelije posebno prilagođene za rad pod vodom. Ključ nije u tome da do njih stiže mnogo svetlosti, već da efikasno iskoriste deo spektra koji voda ne može lako da zaustavi.
Voda veoma brzo apsorbuje crveni i infracrveni deo sunčevog spektra, dok plava i zelena svetlost mogu da prodru znatno dublje. Istraživači su zato umesto klasičnog silicijuma koristili perovskit, materijal čiji sastav može da se prilagodi tako da bolje apsorbuje upravo te talasne dužine.
U laboratorijskim uslovima koji simuliraju svetlost na dubini od oko 10 metara, ćelije su dostigle efikasnost od približno 35 odsto. Drugim rečima, u električnu energiju pretvorile su oko trećinu raspoložive svetlosne energije koja je do njih stigla.
Struja za uređaje koji mesecima ostaju pod vodom
Tehnologija nije ostala samo u laboratoriji. Istraživači su ćelije testirali i u Južnom kineskom moru, kod ostrva Vejdžou, na dubinama od dva, šest i 10 metara.
Tokom dvočasovnog testa, panel površine 115 kvadratnih centimetara proizveo je 1.416 mWh energije na dva metra dubine. Na šest metara rezultat je pao na 752 mWh, dok je na dubini od 10 metara proizvedeno 324 mWh.
To nije dovoljno energije za velike potrošače, ali takva primena nije ni cilj ove tehnologije. Mnogo zanimljivija mogućnost je napajanje podvodnih senzora, kamera, komunikacione opreme i autonomnih robota.
Takvi uređaji danas uglavnom zavise od baterija. Kada se one isprazne, uređaj mora da bude izvučen iz vode radi punjenja ili zamene, što može biti komplikovano i skupo. Sopstveni izvor energije mogao bi značajno da produži njihov rad bez intervencije ljudi.
Istraživači su, međutim, morali da reše još jedan ozbiljan problem. Perovskitne solarne ćelije poznate su po tome što loše podnose vlagu, što je prilično velika prepreka za tehnologiju koja treba neprekidno da radi pod vodom.
Tim je zato upotrebio posebno jedinjenje na bazi hidrohlorida koje na površini ćelije stvara vodoodbojni sloj.
Rezultati testova pokazali su da je takva zaštita veoma efikasna. Posle približno 1.160 sati laboratorijskog testiranja performanse ćelija ostale su gotovo nepromenjene.
Na osnovu brzine degradacije, istraživači procenjuju da bi mogle da rade oko pet i po godina pre nego što njihov učinak padne na 80 odsto početne vrednosti.
Zanimljivo je da podvodno okruženje u ovom slučaju donosi i određene prednosti. Slabija svetlost i niža, stabilnija temperatura smanjuju termičko i svetlosno opterećenje koje na kopnu ubrzava propadanje perovskitnih ćelija.
Studija je objavljena u naučnom časopisu Cell.
