Pracami nad nowym rodzajem baterii słonecznej zajęli się naukowcy z Instytutu Maxa Plancka kierowani przez Bettinę Lotsch. Szczegóły całego przedsięwzięcia zostały niedawno zaprezentowane na łamach Energy & Environmental Science. Prototypowa wersja opiera się na dwufunkcyjnej fotoanodzie z azotku węgla, która absorbuje światło, ale może także przechowywać ładunek elektryczny.
Czytaj też: To nie statek kosmiczny, a teatr. Projekt, który zwala z nóg
Kiedy jeden z fotogenerowanych nośników ładunku musi być przeniesiony z elektrody fotoaktywnej do innej elektrody “przeciwnej”, to zazwyczaj wykorzystuje się do tego celu zewnętrzny przewód. Zespół Lotsch postanowił zastosować odmienne podejście: zaprojektowali baterię, w której proces ten zachodzi wewnątrz układu. Kluczową rolę w realizacji tego zadania odegrał wielofunkcyjny separator, który oddziela dwie elektrody wewnątrz ich baterii.
Bateria słoneczna może magazynować energię zebraną przez ogniwa słoneczne bądź systemy fotowoltaiczne
W takich okolicznościach akumulator składa się z dwóch elektrod (anody i katody) oraz separatora umieszczonego pomiędzy nimi. Absorpcja światła odbywa się z udziałem anody, podczas gdy fotogenerowane dziury są przenoszone do katody wykonanej z organicznego polimeru przewodzącego.
Czytaj też: Ta bateria może działać nawet po stu latach. Inspiracja nadeszła z niespodziewanej strony
Aby określić realne możliwości takiego rozwiązania, naukowcy przetestowali swoje urządzenie w serii eksperymentów. Prototypowa wersja, wykorzystywana do ładowania i rozładowywania, cechowała się znacznie większymi niż zazwyczaj ilościami pozyskiwanej energii. Wzrost ten wyniósł 94,1% względem warunków, w których bateria była eksploatowana w ciemności, jak ma to miejsce zazwyczaj. W ramach dalszych działań naukowcy chcieliby doprowadzić do powstania zrównoważonych baterii opartych na fotoanodach z azotku węgla lub wykorzystujących separatory. Poza tym w grę wchodzi zwiększenie wydajności energetycznej i komercjalizacja całego pomysłu.