Солнечные батареи зарекомендовали себя как высокоэффективные источники электроэнергии и в настоящее время они являются наилучшим источником возобновляемых энергии и, возможно так будет и в будущем. Группа исследователей хочет улучшить их еще больше, и теперь они объявили о своей последней инновации: солнечных панелях, которые могут генерировать энергию из падающих капель дождя.
Их инновация выполнена в виде нового устройства, которое состоит из двух прозрачных полимерных слоев, которые помещаются на места солнечных фотоэлектрических преобразователей (ячеек). Как только капли падают на них и откатываются, последовавшего трения достаточно, чтобы генерировать так называемый заряд статического электричества.
По данным Baoquan Sun, одного из исследователей, который изобрел новое устройство в Университете Сучжоу, их добавка к солнечным панелям позволяет выжать еще больше энергии из существующих солнечных панелей. «Наше устройство может вырабатывать электроэнергию в любую дневную погоду», сказал он. «Кроме того, это устройство может давать электричество ночью, если идет дождь».
Хотя они не были первыми, кто создал такое устройство, но исследователи все еще считают это инновацией. Подобные устройства на солнечных панелях уже были изобретены другими исследователями, и они известны как трибоэлектрические наногенераторы (TENG). Но исследователям удалось улучшить существующую стандартную формулу, придумав что-то гораздо более простое и более эффективное устройство. Они заставили один из полимерных слоев действовать как электрод солнечного элемента, так и TENG.
По мнению Baoquan Sun, их метод позволяет создать универсальное устройство, которое может иметь несколько различных применений в будущем. «Благодаря нашему уникальному дизайну это устройство становится легким», сказал он. «В будущем мы будем изучать возможность их интеграции в мобильные и гибкие устройства, такие как электронная одежда. Однако выходная мощность должна быть доработана до практического применения». (По теме: солнечные батареи, чтобы стать будущим источником токсичных электронных отходов).
Подробности своего нового устройства, а также то, как им удалось придумать его, изложены в полном объеме в новом исследовании под названием «Интеграция кремниевых солнечных батарей с трибоэлектрическим наногенератором через взаимный электрод для сбора энергии от солнечного света и капель дождя», которое недавно было опубликовано в журнале ACS Nano. Это будет легко понять, если вы ознакомитесь с наногенераторами, особенно TENG, и как эта технология может быть применена в очень малых масштабах для того, чтобы использовать энергию капель дождя.
По словам Варуна Сиварама, отраслевого эксперта из Совета по международным отношениям США, исследователям удалось создать гениальный аппарат. «Идея интересная — гибридное устройство, которое собирает кинетическую энергию из воды, не изменяя при этом работу солнечных элементов в солнечную погоду», сказал он. «Существует много приятных инженерных решений, например, использование одного слоя для двойного использования как компонента «TENG», а также в качестве солнечного элемента».
Единственное, что нужно сделать с этим новым устройством на данный момент — это еще лучше оптимизировать его и сделать действительно жизнеспособным для коммерческого использования. На данный момент оно просто недостаточно практично для реального мира. Но с небольшим усовершенствованием это может быть хороший способ дополнить существующую технологию солнечных панелей.
Исследование: pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acsnano.8b00416
