Литий-иондук батарейкалар сыяктуу экинчилик батареялар, сакталган энергия түгөнгөндөн кийин кайра заряддалышы керек.Фоссилдик отунга болгон көз карандылыгыбызды азайтуу максатында, окумуштуулар экинчилик батареяларды кайра заряддоонун туруктуу жолдорун изилдеп жатышат.Жакында Амар Кумар (TIFR Хайдарабаддагы Т.Н. Нараянандын лабораториясынын аспиранты) жана анын кесиптештери күн энергиясы менен түздөн-түз заряддала турган фотосезгич материалдары бар компакт литий-иондук батареяны чогултушту.
Күн энергиясын батарейкаларды кайра заряддоого багыттоо боюнча алгачкы аракеттер фотоэлектрдик элементтерди жана батарейкаларды өзүнчө объект катары колдонду.Күн энергиясы фотоэлектрдик клеткалар тарабынан электр энергиясына айландырылат, натыйжада батареяларда химиялык энергия катары сакталат.Бул батарейкаларда сакталган энергия андан кийин электрондук шаймандарды иштетүү үчүн колдонулат.Бул энергиянын бир компоненттен экинчисине, мисалы, фотоэлектрдик элементтен батареяга өтүшү энергиянын кандайдыр бир жоготууларына алып келет.Энергияны жоготууга жол бербөө үчүн, батареянын ичиндеги фотосезгич компоненттерди колдонууну изилдөөгө жылыш болду.Батареянын ичине фотосезгич компоненттерди интеграциялоодо олуттуу прогресс болду, натыйжада күн батареялары дагы компакттуураак түзүлдү.
Дизайн жакшыртылганына карабастан, учурдагы күн батареяларынын кээ бир кемчиликтери бар.Күн батареяларынын ар кандай түрлөрү менен байланышкан бул кемчиликтердин айрымдары төмөнкүлөрдү камтыйт: күн энергиясын жетиштүү пайдалануу жөндөмүнүн төмөндөшү, батареянын ичиндеги фотосезгич органикалык компонентти дат кылуучу органикалык электролиттин колдонулушу жана батареянын туруктуу иштешине тоскоол болгон кошумча продуктулардын пайда болушу. узак мөөнөттүү.
Бул изилдөөдө Амар Кумар жаңы фотосезгич материалдарды изилдөөнү чечти, алар литийди да камтый алат жана агып өтпөгөн жана айлана-чөйрөнүн шарттарында эффективдүү иштей турган күн батареясын курат.Эки электроддор бар күн батареялары, адатта, электроддордун биринде фотосезгич боёкту камтыйт, ал стабилдештирүүчү компонент менен физикалык түрдө аралашып, батарейка аркылуу электрондордун агымын өткөрүүгө жардам берет.Эки материалдын физикалык аралашмасы болгон электроддун электроддун беттик аянтын оптималдуу пайдаланууга чектөөлөр бар.Мунун алдын алуу үчүн Т.Н.Нарайнандын тобунун изилдөөчүлөрү бир электрод катары иштөө үчүн фотосезгич MoS2 (молибден дисульфиди) жана MoOx (молибден оксиди) гетероструктурасын түзүшкөн.MoS2 жана MoOx химиялык буу коюу ыкмасы менен бириктирилген гетероструктура болгондуктан, бул электрод күн энергиясын сиңирүү үчүн көбүрөөк беттик аянтты камсыз кылат.Жарык нурлары электродго тийгенде, фотосезгич MoS2 электрондорду жаратат жана ошол эле учурда тешиктер деп аталган бош орундарды жаратат.MoOx электрондорду жана тешиктерди бөлүп турат жана электрондорду батареянын схемасына өткөрүп берет.
Толугу менен нөлдөн баштап чогултулган бул күн батареясы симуляцияланган күн нуруна дуушар болгондо жакшы иштей тургандыгы аныкталган.Бул батареяда колдонулган гетероструктуралык электроддун курамы өткөргүч электрондук микроскоп менен да кеңири изилденген.Изилдөөнүн авторлору учурда MoS2 жана MoOx литий аноду менен иштешип, токтун пайда болушуна алып келген механизмди ачуунун үстүндө иштеп жатышат.Бул күн батареясы жарык менен фотосезгич материалдын жогорку өз ара аракеттенишине жетишсе да, литий-иондук батареяны толук заряддоо үчүн агымдын оптималдуу деңгээлине жете элек.Ушул максатты эске алуу менен, ТН Нараянандын лабораториясы мындай гетероструктуралык электроддор азыркы күн батареяларынын көйгөйлөрүн чечүүгө кантип жол ача аларын изилдеп жатат.
Посттун убактысы: 2022-жылдын 11-майы