Auka rafhlöður, eins og litíum jón rafhlöður, þarf að endurhlaða þegar geymd orka er uppurin.Til að draga úr ósjálfstæði okkar á jarðefnaeldsneyti hafa vísindamenn kannað sjálfbærar leiðir til að endurhlaða aukarafhlöður.Nýlega hafa Amar Kumar (útskriftarnemi við rannsóknarstofu TN Narayanan í TIFR Hyderabad) og samstarfsmenn hans sett saman þétta litíumjónarafhlöðu með ljósnæmum efnum sem hægt er að endurhlaða beint með sólarorku.
Fyrstu viðleitni til að beina sólarorku til að endurhlaða rafhlöður notuðu ljósafhlöður og rafhlöður sem aðskildar einingar.Sólarorku er breytt með ljósafrumum í raforku sem er þar af leiðandi geymd sem efnaorka í rafhlöðum.Orkan sem geymd er í þessum rafhlöðum er síðan notuð til að knýja rafeindatækin.Þessi miðlun orku frá einum íhlut til annars, td frá ljósafhlöðunni til rafhlöðunnar, leiðir til nokkurs orkutaps.Til að koma í veg fyrir orkutap var breyting í átt að því að kanna notkun ljósnæma íhluta inni í rafhlöðu sjálfri.Miklar framfarir hafa orðið í því að samþætta ljósnæma íhluti í rafhlöðu sem hefur í för með sér myndun þéttari sólarrafhlöður.
Þó að þær séu betri í hönnun hafa núverandi sólarrafhlöður enn nokkra galla.Nokkrir þessara ókosta sem tengjast ýmsum gerðum sólarrafhlöðu eru: skert hæfni til að nýta næga sólarorku, notkun lífræns raflausnar sem getur tært ljósnæma lífræna íhlutinn inni í rafhlöðu og myndun aukaefna sem hindra viðvarandi afköst rafhlöðunnar í til lengri tíma litið.
Í þessari rannsókn ákvað Amar Kumar að kanna ný ljósnæm efni sem geta einnig innihaldið litíum og byggt upp sólarrafhlöðu sem væri lekaþétt og virkar á skilvirkan hátt við umhverfisaðstæður.Sólarrafhlöður sem hafa tvö rafskaut innihalda venjulega ljósnæm litarefni í einu rafskautanna sem er líkamlega blandað við stöðugleikahluta sem hjálpar til við að keyra rafeindaflæði í gegnum rafhlöðuna.Rafskaut sem er eðlisfræðileg blanda tveggja efna hefur takmarkanir á bestu notkun á yfirborði rafskautsins.Til að forðast þetta, bjuggu vísindamenn úr hópi TN Narayanan til misskipting af ljósnæmu MoS2 (mólýbdendísúlfíði) og MoOx (mólýbdenoxíði) til að virka sem ein rafskaut.Þar sem þetta rafskaut er misskipting þar sem MoS2 og MoOx hafa verið blönduð saman með efnagufuútfellingu, gerir þetta rafskaut meira yfirborð til að gleypa sólarorku.Þegar ljósgeislar lenda á rafskautinu myndar ljósnæma MoS2 rafeindir og myndar samtímis laus rými sem kallast holur.MoOx heldur rafeindum og holum í sundur og flytur rafeindirnar í rafhlöðuna.
Þessi sólarrafhlaða, sem var algjörlega sett saman frá grunni, reyndist virka vel þegar hún var útsett fyrir sólarljósi.Samsetning misskipunar rafskautsins sem notuð er í þessari rafhlöðu hefur einnig verið rannsökuð mikið með rafeindasmásjá.Höfundar rannsóknarinnar eru nú að vinna að því að grafa upp vélbúnaðinn sem MoS2 og MoOx vinna með ásamt litíum rafskaut sem leiðir til myndunar straums.Þó að þessi sólarrafhlaða nái meiri víxlverkun ljósnæmu efnis við ljós, á hún enn eftir að ná fram hámarksstraumsstyrk til að endurhlaða litíumjónarafhlöðu að fullu.Með þetta markmið í huga er rannsóknarstofa TN Narayanan að kanna hvernig slíkar rafskautar með ólíkar uppbyggingu geta rutt brautina til að takast á við áskoranir nútíma sólarrafhlöðu.
Birtingartími: maí-11-2022