Organinių dažų saulės elementai: tyrėjai išsprendė dvi svarbias 20 metų senumo problemas  (10)

Nors Žemė per vieną valandą gauna Saulės energijos tiek, kiek žmonės sunaudoja jos per visus metus, šį milžinišką potencialą išnaudoti yra nepaprasta: elektros energija, gaunama iš Saulės elementų, vis dar yra kelis kartus brangesnė, nei gaunama iš iškastinio kuro. Tačiau nauji mokslininkų pasiekimai leidžia tikėtis, jog ši technologija rinką pasieks jau netrukus.

Viena iš alternatyvių Saulės energijos pavertimo elektra technologijų - organinių dažų Saulės elementų - buvo sukurta dar praeito amžiaus devintame dešimtmetyje. Ji rėmėsi fotosintezės proceso, kurio metu augalai Saulės energiją paverčia į sau reikalingas maisto medžiagas – įvairių formų cukrus - imitacija. Tuomet profesorius Michaelis Graetzelis iš Lozanos politechnikos instituto (Šveicarija) pasiūlė Saulės elementą sudarytą iš poringo nanodalelių pigmento – titano oksido, padengto dažais, kurie sugeria šviesą, panašiai kaip chlorofilas augalų lapuose, ir esančio elektrolite. Tokia sistema panaši į įprastinį elektrocheminį maitinimo elementą, vienas jo elektrodas yra titano oksido sluoksnis, o kitas – platinos katodas. Šviesa, perėjusi per elektrolitą, iš titano oksido anodo išmuša elektronus, kurie, judėdami link katodo, sukuria elektros srovę.

Tačiau toks elementas, nežiūrint jo gamybos paprastumo, turėjo kelias pagrindines problemas, kurios ir sustabdė jo komercinį panaudojimą: elektrolitas sukeldavo koroziją, todėl elementai po kiek laiko suirdavo, be to, elektrolitas buvo neskaidrus, ir tik nedidelė šviesos dalis pasiekdavo titano oksido sluoksnį. Bet to, maksimali įtampa buvo tik 0,7 V, o kitam elektrodui reikalinga platina labai padidino kainą.

Nežiūrint ilgamečių pastangų, iki šiol šių problemų išspręsti nepavykdavo. Tačiau neseniai Technologijų instituto (Šveicarija) mokslininkas Benua Marsanas paskelbė, kad jie rado būdų, kaip išspręsti šias pagrindines problemas, kas leistų sukurti nebrangius organinių dažų Saulės elementus, imituojančius fotosintezę.Elektrolitui Benua Marsanas sukūrė specialų gelį, kuris yra skaidresnis, nesukelia korozojos bei leidžia gauti didesnę įtampą, o vietoj platinos panaudojo kobalto sulfidą, daug pigesnę medžiagą.

Tyrimai parodė, kad tokių Saulės elementų efektyvumas yra 6,4%, o tai visai nemažai, lyginant su silicio elementais, kurie gali pasiekti 20-22% efektyvumą, tačiau jų kaina yra didelė. Iškart po straipsnio paskelbimo žurnaluose Journal of the American Chemical society bei Nature Chemistry pasirodė kitų mokslininkų vertinimų, kad siūloma technologija gali tapti proveržiu kuriant pigius lanksčius Saulės elementus.

Aut. teisės: Erdvėlaivis Žemė

(0)
(0)
(0)

Komentarai (10)