Ученые добились снижения потерь при передаче электроэнергии

Американские ученые впервые смогли объединить солнечный фотоэлемент с перезаряжаемым аккумулятором.

Это изобретение решает давнюю проблему в солнечной энергетике: потери электроэнергии, которые связаны с перемещением электронов от фотоэлемента к внешней батарее (до точки назначения доходит примерно 80 процентов частиц). В данном устройстве свет преобразуется в электричество прямо внутри фотоэлемента, что «бережет» все электроны.

Основной сложностью для конструкторов оказалась воздухопроницаемость: обычно фотоэлементы приготавливают из прочных полупроводниковых панелей, не пропускающие воздух внутрь устройства. Аспирант Минчжэ Юй решил создать панель из титановой сетки, где наращены стержни из диоксида титана. Кислород свободно проникает сквозь сетку, а стержни улавливают солнечный свет.

Первый электрод формируется сеточной панелью. Под ней эксперты поместили тонкий слой из пористого углерода (второй электрод) и пластину из лития (это третий). Между электродами втиснуты слои из электролита — для переноса электронов в обе стороны.

Солнечный аккумулятор обычно работает следующим образом: во время его зарядки свет падает на сеточную панель и создает электроны. Потом внутри устройства те участвуют в химическом разложении пероксида лития на ионы и воздух. Газ улетает в атмосферу, ионы же лития, поймав электроны, остаются в батарее в форме металла. При разрядке батарея отбирает кислород из воздуха, вновь формируя пероксид лития.