Materiais para baterias solares de nova geração estão sendo criados na SUSU

Nova Tecnologia que ultrapassa todas as barreiras da Física!!! (Julho 2019).

Anonim

Fontes de energia alternativas são um meio de economia racional de recursos. O desenvolvimento da nanotecnologia é um caminho para essas fontes alternativas de energia. Durante vários anos, cientistas da South Ural State University têm trabalhado na criação de baterias solares a partir de material orgânico sensível à luz. Tais baterias não são tóxicas e proporcionariam grandes vantagens na engenharia de energia alternativa do futuro.

Normalmente, as baterias solares são pensadas como painéis de conversores fotovoltaicos (fotoelementos). Pesquisadores da Nanotecnologia REC e da Faculdade de Química do Instituto SUSU de Ciências Naturais e Matemática estão trabalhando na criação de novos materiais para fotovoltaicos orgânicos.

"Nos últimos 10 anos, a energia fotovoltaica tornou-se o ramo de engenharia de energia alternativa mais rápido. O ganho anual de capacidade fotovoltaica instalada no período entre 2000 e 2013 chegou a 40%. Por exemplo, a Alemanha não é o país mais ensolarado, mas possui a maior capacidade fotovoltaica. E hoje, a tecnologia fotovoltaica fornece 17 milhões de pessoas com eletricidade ", observa o pesquisador de Nanotecnologia REC, Oleg Bolshakov.

Devido a inovações de cientistas de todo o mundo, os preços das baterias solares estão diminuindo rapidamente. Portanto, as fontes de energia renováveis ​​estão substituindo rapidamente os tradicionais transportadores de energia. Em sistemas fotovoltaicos, a conversão de energia solar em energia elétrica é realizada em conversores fotovoltaicos (conversores fotovoltaicos). Dependendo do material, estrutura e método de produção, três gerações de conversores fotovoltaicos são geralmente distinguidos: "Os elementos fotovoltaicos da primeira geração são considerados como tecnologia madura dominando o mercado. Eles são representados por dois tipos: silício mono e policristalino. a segunda geração, a chamada película fina (geração), coloca uma posição mais baixa no mercado, embora demonstre maior taxa de ganho (de capacidade) ", explica Oleg Bolshakov.

A terceira geração oferece uma variedade imensamente maior de soluções tecnológicas baseadas em novos materiais, instrumentação e conceitos de conversão de luz em eletricidade. Tal variedade significa uma dinâmica mais ampla de medições de engenharia em energia fotovoltaica, que é a principal vantagem competitiva. As baterias solares da terceira geração provavelmente levarão a tecnologias inovadoras.

Calcogenetos para baterias solares sem falhas

Os conversores fotovoltaicos de terceira geração diminuirão ainda mais o custo dos conversores fotovoltaicos, evitando o uso de materiais caros e tóxicos em favor de polímeros e eletrólitos baratos e recicláveis.

"Uma das vantagens mais importantes das baterias de terceira geração é o seu rápido retorno em comparação com a primeira e a segunda geração", diz Oleg Igorevich. "Por exemplo, de acordo com a revista Energy and Environmental Science, o período de recuperação dos conversores fotovoltaicos de terceira geração demora meses, enquanto a recuperação dos custos do consumidor nas duas primeiras gerações leva anos. Mas o problema é que as amostras existentes do terceiro ano a geração de energia fotovoltaica é a menos eficiente. Estamos planejando mudar suficientemente a situação atual no mercado e trazer a fotovoltaica orgânica para a linha de frente da eficiência, preservando suas vantagens - flexibilidade e baixo custo ".

Cientistas da Universidade Estadual do Sul do Ural estão planejando alcançar a eficiência aprimorada dos conversores fotovoltaicos através de um método único de introdução de calcogenetos de ordem superior (enxofre, selênio), que reduzirá significativamente a largura da região excluída (quanto mais restrita for a região excluída) quanto maior a possibilidade de conversores PV gerarem energia sob efeito de luz visível).

A equipe de Nanotecnologia da REC possui muitos anos de experiência na esfera de conversão de heterociclos de calcogênio-nitrogênio. Além disso, os cientistas pretendem melhorar a condutividade através da modificação da organização molecular usando métodos de síntese orgânica.
"Processos fotocatalíticos são a identidade de marca da Nanotecnologia REC. Muita experiência foi acumulada na esfera da fotocatálise. Usando o método único de sintetizar fotocatalisadores feitos de peroxocomplexos de titânio, materiais que excedem maciçamente os análogos comerciais por sua eficiência foram obtidos. planejando aumentar a eficiência de 12 para 20%. Isso é realmente um avanço na engenharia de energia alternativa, e nós temos todo o necessário para atingir esse objetivo ", diz Aleksey Galushko.

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