Ingegneria di batterie solari di prossima generazione

E batterie secondarie, cum'è e batterie di lithium ion, anu da esse ricaricate una volta chì l'energia almacenata hè usata.In un tentativu di diminuisce a nostra dipendenza da i combustibili fossili, i scientisti anu esploratu modi sustinibili per ricaricà e batterie secondarie.Recentemente, Amar Kumar (studiente graduatu in u laboratoriu di TN Narayanan in TIFR Hyderabad) è i so culleghi anu assemblatu una batteria di ioni di litio compacta cù materiali fotosensibili chì ponu esse ricaricati direttamente cù energia solare.

I sforzi iniziali per canali l'energia solare per ricaricà e batterie anu impiegatu l'usu di e cellule fotovoltaiche è e batterie cum'è entità separate.L'energia solare hè cunvertita da e cellule fotovoltaiche in energia elettrica chì hè dunque almacenata cum'è energia chimica in batterie.L'energia almacenata in queste batterie hè allora aduprata per alimentà i dispositi elettronici.Stu relay di energia da un cumpunente à l'altru, per esempiu, da a cellula fotovoltaica à a bateria, porta à qualchì perdita di energia.Per prevene a perdita di energia, ci hè statu un cambiamentu versu l'esplorazione di l'usu di cumpunenti fotosensibili in una batteria stessa.Ci hè statu un prugressu sustanziale in l'integrazione di cumpunenti fotosensibili in una batteria chì risulta in a furmazione di batterie solari più compatte.

Ancu s'ellu hè megliu in u disignu, e batterie solari esistenti anu ancu qualchì svantaghju.Uni pochi di sti svantaghji assuciati à diversi tipi di batterie solari includenu: capacità diminuita di sfruttà abbastanza energia solare, usu di l'elettroliti organici chì ponu corrode u cumpunente organicu fotosensibile in una batteria, è a furmazione di prudutti laterali chì impediscenu u rendimentu sustinutu di una batteria in una batteria. à longu andà.

In questu studiu, Amar Kumar hà decisu di scopra novi materiali fotosensibili chì ponu ancu incorpore lithium è custruisce una batteria solare chì sia a prova di fuga è opera in modu efficiente in cundizioni ambientali.E batterie solari chì anu dui elettrodi generalmente includenu un tintu fotosensibile in unu di l'elettrodi mischiati fisicamente cù un cumpunente stabilizzante chì aiuta à guidà u flussu di l'elettroni attraversu a bateria.Un elettrodu chì hè una mistura fisica di dui materiali hà limitazioni à l'usu ottimali di a superficia di l'elettrodu.Per evitari, i circadori di u gruppu di TN Narayanan anu creatu una heterostruttura di MoS2 fotosensibile (disulfuru di molibdenu) è MoOx (ossidu di molibdenu) per funziunà cum'è un unicu elettrodu.Essendu una eterostruttura induve u MoS2 è MoOx sò stati fusi inseme da una tecnica di deposizione di vapore chimicu, questu elettrodu permette più superficia per assorbe l'energia solare.Quandu i raghji di luce chjappà l'elettrodu, u MoS2 fotosensibile genera elettroni è simultaneamente crea vacanti chjamati buchi.MoOx mantene l'elettroni è i buchi separati, è trasferisce l'elettroni à u circuitu di a bateria.

Sta bateria solare, chì era cumpletamente assemblata da zero, hè stata trovata per uperà bè quandu esposta à a luce solare simulata.A cumpusizioni di l'elettrodu di l'eterostruttura aduprata in questa batteria hè stata studiata assai cù u microscopiu elettronicu di trasmissione.L'autori di u studiu sò attualmente travagliendu per scopre u mecanismu da quale MoS2 è MoOx travaglianu in tandem cù l'anodu di lithium risultatu in a generazione di corrente.Mentre sta batteria solare ottene una interazzione più alta di materiale fotosensibile cù a luce, hè ancu da ottene a generazione di livelli ottimali di corrente per ricaricà cumplettamente una batteria di lithium ion.Cù questu scopu in mente, u laboratoriu di TN Narayanan esplora cumu tali elettrodi eterostrutturali ponu apre a strada per affruntà e sfide di e batterie solari attuali.