Batteriji sekondarji, bħal batteriji tal-jone tal-litju, jeħtieġ li jiġu ċċarġjati mill-ġdid ladarba l-enerġija maħżuna tintuża.Fi sforz biex innaqqsu d-dipendenza tagħna fuq il-fjuwils fossili, ix-xjentisti ilhom jesploraw modi sostenibbli biex jerġgħu jiċċarġjaw il-batteriji sekondarji.Riċentement, Amar Kumar (student gradwat fil-laboratorju ta 'TN Narayanan f'TIFR Hyderabad) u l-kollegi tiegħu assemblaw batterija tal-jone tal-litju kompatta b'materjali fotosensittivi li jistgħu jiġu ċċarġjati direttament b'enerġija solari.
L-isforzi inizjali biex tiġi kkanalata l-enerġija solari biex jerġgħu jiċċarġjaw il-batteriji użaw l-użu ta 'ċelloli fotovoltajċi u batteriji bħala entitajiet separati.L-enerġija solari hija kkonvertita minn ċelloli fotovoltajċi f'enerġija elettrika li konsegwentement tinħażen bħala enerġija kimika fil-batteriji.L-enerġija maħżuna f'dawn il-batteriji mbagħad tintuża biex tħaddem l-apparat elettroniku.Dan ir-relay ta 'enerġija minn komponent għall-ieħor, pereżempju, miċ-ċellula fotovoltajka għall-batterija, iwassal għal xi telf fl-enerġija.Biex jiġi evitat it-telf tal-enerġija, kien hemm bidla lejn l-esplorazzjoni tal-użu ta 'komponenti fotosensittivi ġewwa batterija nnifisha.Kien hemm progress sostanzjali fl-integrazzjoni ta 'komponenti fotosensittivi fi ħdan batterija li jirriżulta fil-formazzjoni ta' batteriji solari aktar kompatti.
Għalkemm imtejba fid-disinn, il-batteriji solari eżistenti għad għandhom xi żvantaġġi.Ftit minn dawn l-iżvantaġġi assoċjati ma 'diversi tipi ta' batteriji solari jinkludu: kapaċità mnaqqsa biex tisfrutta biżżejjed enerġija solari, użu ta 'elettrolit organiku li jista' jissaddad il-komponent organiku fotosensittiv ġewwa batterija, u formazzjoni ta 'prodotti sekondarji li jfixklu l-prestazzjoni sostnuta ta' batterija f' fit-tul.
F'dan l-istudju, Amar Kumar iddeċieda li jesplora materjali fotosensittivi ġodda li jistgħu wkoll jinkorporaw litju u jibnu batterija solari li ma tnixxix u topera b'mod effiċjenti f'kundizzjonijiet ambjentali.Batteriji solari li għandhom żewġ elettrodi ġeneralment jinkludu żebgħa fotosensittiva f'wieħed mill-elettrodi mħallta fiżikament ma 'komponent stabilizzanti li jgħin biex imexxi l-fluss ta' elettroni mill-batterija.Elettrodu li huwa taħlita fiżika ta 'żewġ materjali għandu limitazzjonijiet fuq l-aħjar użu tal-erja tal-wiċċ tal-elettrodu.Biex jiġi evitat dan, riċerkaturi mill-grupp ta 'TN Narayanan ħolqu eterostruttura ta' MoS2 fotosensittivi (disulfid tal-molibdenu) u MoOx (ossidu tal-molibdenu) biex jiffunzjonaw bħala elettrodu wieħed.Billi hija eterostruttura fejn il-MoS2 u l-MoOx ġew imwaqqfa flimkien permezz ta 'teknika ta' depożizzjoni kimika tal-fwar, dan l-elettrodu jippermetti aktar erja tal-wiċċ biex jassorbi l-enerġija solari.Meta r-raġġi tad-dawl jolqtu l-elettrodu, il-MoS2 fotosensittiv jiġġenera elettroni u fl-istess ħin joħloq postijiet vakanti msejħa toqob.MoOx iżomm l-elettroni u t-toqob 'il bogħod minn xulxin, u jittrasferixxi l-elettroni għaċ-ċirkwit tal-batterija.
Din il-batterija solari, li kienet immuntata kompletament mill-bidu, instabet li topera tajjeb meta esposta għal dawl solari simulat.Il-kompożizzjoni tal-elettrodu tal-eterostruttura użata f'din il-batterija ġiet studjata b'mod estensiv b'mikroskopju elettroniku tat-trażmissjoni wkoll.L-awturi tal-istudju bħalissa qed jaħdmu biex jikxfu l-mekkaniżmu li bih MoS2 u MoOx jaħdmu flimkien mal-anodu tal-litju li jirriżulta fil-ġenerazzjoni tal-kurrent.Filwaqt li din il-batterija solari tikseb interazzjoni ogħla ta 'materjal fotosensittiv mad-dawl, għad trid tikseb ġenerazzjoni ta' livelli ottimali ta 'kurrent biex terġa' tiċċarġja kompletament batterija tal-jone tal-litju.B'dan il-għan f'moħħu, il-laboratorju ta 'TN Narayanan qed jesplora kif elettrodi eterostruttura bħal dawn jistgħu jwittu t-triq biex jindirizzaw l-isfidi tal-batteriji solari tal-lum.
Ħin tal-post: Mejju-11-2022