Bigarren mailako bateriak, hala nola, litio-ioizko bateriak, birkargatu behar dira gordetako energia agortu ondoren.Erregai fosilekiko menpekotasuna gutxitzeko asmoz, bigarren mailako bateriak kargatzeko modu iraunkorrak aztertzen aritu dira zientzialariak.Berriki, Amar Kumar (TN Narayanan-en TIFR Hyderabad-eko laborategiko graduondoko ikaslea) eta bere lankideek litio-ioizko bateria trinko bat muntatu dute, eguzki-energiarekin zuzenean karga daitezkeen material fotosentikorrekin.
Eguzki-energia bateriak kargatzera bideratzeko hasierako ahaleginetan zelula fotovoltaikoak eta bateriak entitate bereizi gisa erabili ziren.Eguzki-energia zelula fotovoltaikoek energia elektriko bihurtzen dute eta, ondorioz, baterietan energia kimiko gisa metatzen da.Gero, bateria horietan gordetako energia gailu elektronikoak elikatzeko erabiltzen da.Osagai batetik besterako energia-errele horrek, adibidez, zelula fotovoltaikotik bateriara, nolabaiteko energia-galera dakar.Energia-galera saihesteko, bateria baten barruan osagai fotosentikorren erabilera aztertzeko aldaketa bat egon zen.Bateriaren barruan osagai fotosentigarriak integratzean aurrerapen handia izan da, eta ondorioz eguzki-pila trinkoagoak sortu dira.
Diseinuan hobetu bada ere, lehendik dauden eguzki-bateriek eragozpen batzuk dituzte oraindik.Eguzki-bateria mota ezberdinekin lotutako desabantaila horietako batzuk honako hauek dira: eguzki-energia nahikoa aprobetxatzeko gaitasun gutxitzea, bateria baten barruan osagai organiko fotosentikorra herdoil dezakeen elektrolito organikoa erabiltzea eta bateriaren errendimendu iraunkorra oztopatzen duten albo-produktuak sortzea. epe luzera.
Azterketa honetan, Amar Kumar-ek material fotosentikor berriak arakatzea erabaki zuen, litioa ere sar dezaketen eta eguzki-bateria bat eraikitzea, ihes-kontrakoa izango litzatekeena eta giro-baldintzetan eraginkortasunez funtzionatuko duena.Bi elektrodo dituzten eguzki-pilek normalean koloratzaile fotosentikor bat izaten dute elektrodoetako batean fisikoki nahastuta dagoen osagai egonkortzaile batekin, eta horrek elektroien fluxua gidatzen laguntzen du baterian zehar.Bi materialen nahasketa fisikoa den elektrodo batek elektrodoaren azaleraren erabilera optimoan mugak ditu.Hori ekiditeko, TN Narayanan taldeko ikertzaileek MoS2 (molibdeno disulfuroa) eta MoOx (molibdeno oxidoa) fotosentikorren heteroegitura bat sortu zuten elektrodo bakar gisa funtzionatzeko.MoS2 eta MoOx lurrun-jadapen-teknika kimiko baten bidez fusionatu diren heteroegitura bat izanik, elektrodo honek eguzki-energia xurgatzeko azalera gehiago ahalbidetzen du.Argi izpiek elektrodoa jotzen dutenean, MoS2 fotosentikorrak elektroiak sortzen ditu eta, aldi berean, zulo izeneko hutsuneak sortzen ditu.MoOx-ek elektroiak eta zuloak bereizten ditu, eta elektroiak bateriaren zirkuitura transferitzen ditu.
Hutsetik guztiz muntatuta zegoen eguzki-pila honek ondo funtzionatzen zuela ikusi zen eguzki-argiaren simulazioarekin jartzerakoan.Bateria honetan erabiltzen den heteroegitura-elektrodoaren konposizioa sakon aztertu da transmisio-mikroskopio elektronikoarekin ere.Ikerketaren egileak MoS2 eta MoOx-ek litio anodoarekin batera lan egiten duten mekanismoa argitzen ari dira, korrontea sortzeko.Eguzki-bateria honek material fotosentikorra argiarekin interakzio handiagoa lortzen duen arren, oraindik ez da lortu korronte maila optimoa sortzea litio-ioizko bateria guztiz kargatzeko.Helburu hori kontuan hartuta, TN Narayanan-en laborategia aztertzen ari da halako heteroegitura elektrodoek gaur egungo eguzki-baterien erronkei aurre egiteko bidea nola ireki dezaketen.
Argitalpenaren ordua: 2022-05-11