Grafénové solárne panely vyrobia elektrinu aj z dažďa

Fotovoltaické články pracujú najefektívnejšie pri jasnej oblohe a vysokej intenzite žiarenia. Letné horúčavy síce ich účinnosti nesvedčia, ale zamračená obloha, sneh, či dážď, sú úhlavnými nepriateľmi takejto výroby energie.

Aby mohla autonómna domácnosť fungovať v ostrovnom systéme zásobovania energiou, musia solárne panely vyrobiť viac elektriny, než sa cez deň spotrebuje. Zvyšok sa uloží v batériách na „horšie časy“ – teda na noc. Zamračená obloha však produkciu výrazne redukuje, takže ukladať niet čo.

Toto pravidlo však môžu zmeniť nové solárne panely, ktorých prototyp vyvinuli čínski vedci. Potiahli fotovoltické články vrstvou grafénu (čo je „2D“ modifikácia uhlíka v podobe siete so šesťuholníkovou štruktúrou a hrúbkou 1 atómu) a prinieslo to prekvapivé vlastnosti.

Vrstvička grafénu totiž dokáže počas dažďa vyrobiť elektrinu nie zo slnka, ale z dažďových kvapiek na svojom povrchu. Dochádza k procesu, ktorý sa nazýva Lewisova acidobázická interakcia, v rámci ktorej grafén viaže z vody voľné páry elektrónov.

V testovacích podmienkach dosiahli takéto solárne panely po stimulácii dažďom účinnosť 6,53% a generovali prúd rádovo v mikroampéroch s napätím rádu milivoltov.

Proces podporujú soli rozpustené v dažďovej vode (dážď nie čistá destilovaná voda), ktoré sa rozložia na ióny amoniaku, sodíka a vápnika. Voda lipne na grafénovom povrchu a s vrstvou jeho elektrónov vytvára pseudokondenzátor. Rozdiel potenciálov medzi jeho vrstvami je zdrojom elektriny.

Efektivita takéhoto článku zatiaľ nie je vysoká, ale keďže ide len o prototyp, existuje nádej, že výskum časom posunie grafénové solárne články na úroveň praktického využitia. Mohli by tak vyrábať elektrinu aj počas daždivých nocí.

Zdroj: Techbox, Science News Journal