Solenergi, også når det regner

Forskere udvikler grafen solpaneler, der genererer energi, når det regner.

Solenergi gør store fremskridt som en pålidelig, vedvarende energikilde, men der er stadig meget uudnyttet potentiale med hensyn til effektiviteten af ​​solceller, men hvad sker der om natten og under uvejr. Nu er der blevet fremsat en løsning i form af at producere energi fra regndråber.

Nøglen til den nye proces er grafen: et ‘vidunder’ materiale. Da regndråber ikke består af rent vand og indeholder forskellige salte, der opdeles i positive og negative ioner, mener et hold fra Ocean University of China i Qingdao, at vi kan udnytte kraften via en simpel kemisk reaktion. Specifikt vil de bruge ark af grafen, til at adskille de positivt ladede ioner i regn (herunder natrium, calcium og ammonium) og til gengæld generere elektricitet.
Tidlige tests, der bruger lidt saltvand til at simulere regn, har været lovende: Forskerne var i stand til at generere hundredvis af mikrovolt og opnå en god 6,53 procent konverteringen i sol-til-elektrisk effektivitet for deres solpanel.

Til eksperimentet brugte teamet en billig, tyndfilm solcelle kaldet en farvefølsom solcelle. Efter tilsætning af et lag af grafen til cellen, blev den lagt på en gennemsigtig bagside af indiumtinoxid og plast. Det resulterede i et “all-weather” solcellekoncept som derefter blev udstyret til at producere strøm fra både solskin og regn.

Hvad der sker her er, at de positivt ladede ioner er bindende til det ultra-tynde lag af grafen og danner et dobbeltlag (teknisk benævnt pseudokapacitor) med de allerede eksisterende elektroner. Den potentielle energiforskelle mellem de to lag er stærk nok til at generere en elektrisk strøm.

Forsøget er stadig lige i “proof of concept” fasen, så der er arbejde, der skal gøres. Men forskerne håber, at deres resultater kan “guide designet” af fremtidige solceller til brug i alt vejr og bidrage til den voksende indflydelse af vedvarende energi.
De arbejder nu på at tilpasse teknologien til at håndtere de forskellige ioner, der findes i rigtige regndråber og finde ud af, hvordan man genererer nok elektricitet fra de typisk lave koncentrationer, de kommer ind.

Det er ikke første gang, grafen er blevet brugt til at øge solenergi teknologier: Tidligere i år kunne et team fra Storbritannien skabe et grafenbaseret materiale, der er meget effektivt til at absorbere omgivende varme og lys, og som i sidste ende kan føre til sol paneler, der kan arbejde med det diffuse sollys, der finder sin vej indendørs.

Hvis disse videnskabsmænd får deres vilje, bliver solcellerne ikke hæmmet af mangel på direkte solskin.

Undersøgelsen er blevet offentliggjort i tidsskriftet Angewandte Chemie.

 

Kilde