Mae angen ailwefru batris eilaidd, fel batris ïon lithiwm, unwaith y bydd yr egni sydd wedi'i storio wedi'i ddefnyddio.Mewn ymgais i leihau ein dibyniaeth ar danwydd ffosil, mae gwyddonwyr wedi bod yn archwilio ffyrdd cynaliadwy o ailwefru batris eilaidd.Yn ddiweddar, mae Amar Kumar (myfyriwr graddedig yn labordy TN Narayanan yn TIFR Hyderabad) a'i gydweithwyr wedi cydosod batri ïon lithiwm cryno gyda deunyddiau ffotosensitif y gellir eu hailwefru'n uniongyrchol ag ynni'r haul.
Roedd ymdrechion cychwynnol i sianelu ynni solar i ailwefru batris yn defnyddio celloedd ffotofoltäig a batris fel endidau ar wahân.Mae ynni solar yn cael ei drawsnewid gan gelloedd ffotofoltäig yn ynni trydanol sydd o ganlyniad yn cael ei storio fel ynni cemegol mewn batris.Yna defnyddir yr ynni sy'n cael ei storio yn y batris hyn i bweru'r dyfeisiau electronig.Mae'r cyfnewid ynni hwn o un gydran i'r llall, er enghraifft, o'r gell ffotofoltäig i'r batri, yn arwain at golli rhywfaint o ynni.Er mwyn atal colli ynni, bu symudiad tuag at archwilio'r defnydd o gydrannau ffotosensitif y tu mewn i fatri ei hun.Bu cynnydd sylweddol wrth integreiddio cydrannau ffotosensitif o fewn batri gan arwain at ffurfio batris solar mwy cryno.
Er bod y dyluniad wedi gwella, mae gan fatris solar presennol rai anfanteision o hyd.Mae rhai o'r anfanteision hyn sy'n gysylltiedig â gwahanol fathau o fatris solar yn cynnwys: llai o allu i harneisio digon o ynni solar, defnyddio electrolyt organig a allai gyrydu'r gydran organig ffotosensitif y tu mewn i fatri, a ffurfio cynhyrchion ochr sy'n rhwystro perfformiad parhaus batri y tymor hir.
Yn yr astudiaeth hon, penderfynodd Amar Kumar archwilio deunyddiau ffotosensitif newydd a all hefyd ymgorffori lithiwm ac adeiladu batri solar a fyddai'n atal gollyngiadau ac yn gweithredu'n effeithlon mewn amodau amgylchynol.Mae batris solar sydd â dau electrod fel arfer yn cynnwys lliw ffotosensitif yn un o'r electrodau wedi'u cymysgu'n gorfforol â chydran sefydlogi sy'n helpu i yrru llif electronau trwy'r batri.Mae gan electrod sy'n gymysgedd ffisegol o ddau ddeunydd gyfyngiadau ar y defnydd gorau posibl o arwynebedd yr electrod.Er mwyn osgoi hyn, creodd ymchwilwyr o grŵp TN Narayanan heterostructure o MoS2 ffotosensitif (deusylffid molybdenwm) a MoOx (molybdenwm ocsid) i weithredu fel un electrod.Gan ei fod yn heterostrwythur lle mae'r MoS2 a'r MoOx wedi'u asio â'i gilydd gan dechneg dyddodi anwedd cemegol, mae'r electrod hwn yn caniatáu ar gyfer mwy o arwynebedd i amsugno ynni'r haul.Pan fydd pelydrau golau yn taro'r electrod, mae'r MoS2 ffotosensitif yn cynhyrchu electronau ac ar yr un pryd yn creu swyddi gwag o'r enw tyllau.Mae MoOx yn cadw'r electronau a'r tyllau ar wahân, ac yn trosglwyddo'r electronau i gylched y batri.
Canfuwyd bod y batri solar hwn, a oedd wedi'i ymgynnull yn llwyr o'r dechrau, yn gweithredu'n dda pan oedd yn agored i olau solar efelychiadol.Mae cyfansoddiad yr electrod heterostructure a ddefnyddir yn y batri hwn wedi'i astudio'n helaeth gyda microsgop electron trawsyrru hefyd.Ar hyn o bryd mae awduron yr astudiaeth yn gweithio tuag at ddarganfod y mecanwaith y mae MoS2 a MoOx yn ei ddefnyddio ar y cyd ag anod lithiwm gan arwain at gynhyrchu cerrynt.Er bod y batri solar hwn yn cyflawni rhyngweithiad uwch o ddeunydd ffotosensitif â golau, nid yw eto wedi cyflawni cenhedlaeth o'r lefelau cerrynt gorau posibl i ailwefru batri ïon lithiwm yn llawn.Gyda'r nod hwn mewn golwg, mae labordy TN Narayanan yn archwilio sut y gall electrodau heterostructure o'r fath baratoi'r ffordd ar gyfer mynd i'r afael â heriau batris solar heddiw.
Amser postio: Mai-11-2022