پیل‌های خورشیدی قابلیت بسیاربالایی به عنوان منابع مطمئن وتجدیدپذیر انرژی دارند، اما هنوز مشکلاتی از قبیل کم بودن کارایی و مشکل استفاده درشب یا هوای ابری باید حل شوند، حال محققان روشی برای تولید انرژی الکتریکی از قطرات باران ارائه کرده‌اند.

گروهی ازمحققان چینی براین باورند که می‌توان با بهره‌گیری از قطرات باران روی پیل‌های خورشیدی و از طریق یک واکنش شیمیایی ساده، انرژی الکتریکی تولید کرد، در صورت توسعه این امر درآینده در غیاب نورخورشید مانعی در برابرعملکرد پیل‌های خورشیدی نخواهد بود.

پیل‌های خورشیدی که در باران کار می‌کنند

کلید اصلی این فناوری گرافن است، از آنجایی که قطران باران، آب خالص نبوده و حاوی نمک‌های مختلفی هستند که به یون‌های مثبت و منفی تجزیه می‌شوند، گروهی از محققان دانشگاه اقیانوس‌شناسی چین در کینگدو بر این باورند که می‌توان از طریق یک واکنش شیمیایی ساده، انرژی تولید کرد.

آنها می‌خواهند از ورقه‌های گرافن برای جداسازی یون‌های مثبت باران (همچون سدیم، کلسیم، و کادمیوم) و در نتیجه تولید الکتریسیته بهره ببرند.

نتایج اولیه با استفاده از آب حاوی مقدار کمی نمک نویدبخش بوده است، این پژوهشگران توانستند صدها میکروولت برق تولید کرده و به بهره تبدیل خوب 6.53 درصدی انرژی خورشیدی به انرژی الکتریکی دست پیدا کنند.

آنها برای انجام این آزمایشات از نوعی پیل خورشیدی فیلم نازک به نام پیل خورشیدی حساس‌شده با رنگ یا رنگ-حساس استفاده کردند. پس از افزودن لایه نازکی از گرافن، این پیل‌های خورشیدی را روی یک صفحه پشتیبان شفافِ ساخته شده از اکسید ایندیوم قلع و پلاستیک قرار دادند. سپس این پیل خورشیدی «مناسب برای تمام شرایط آب و هوایی» برای تولید الکتریسیته از نور خورشید و باران آماده شد.

در این پیل، یون‌های مثبت به لایه بسیار نازک گرافن متصل شده و با الکترون‌هایی که در آن وجود دارند، یک دولایه‌ای را شکل می‌دهند که از نظر فنی شبه‌خازن نامیده می‌شود. اختلاف انرژی پتانسیل میان دو لایه آنقدر هست که یک جریان الکتریکی را ایجاد نماید.

این آزمایشات هنوز در مرحله اثبات مفهوم قرار دارند و کار زیادی باید صورت پذیرد، اما محققان امیدوارند که این یافته‌ها به طراحی پیل‌های سوختی مناسب برای تمام شرایط آب و هوایی کمک کرده و نقشی در پیشبرد رشد انرژی‌های تجدید پذیر داشته باشد.

این محققان درحال حاضرروی تنظیم این فناوری برای مدیریت یون‌های مختلفی که در قطرات واقعی باران یافت می‌شوند، متمرکز هستند و روی نحوه تولید الکتریسیته از غلظت نسبتا پایین این یون‌ها در قطرات باران کار می‌کنند.

اگر این پژوهشگران موفق به توسعه کار خود شوند، در آینده غیاب نورخورشید مانعی در برابر عملکرد پیل‌های خورشیدی نخواهد بود، جزئیات این کاردر مجله Angewandte Chemie منتشر شده است.

منبع: ستاد ویژه توسعه فناوری نانو