Ang mga pangalawang baterya, tulad ng mga baterya ng lithium ion, ay kailangang ma-recharge kapag naubos na ang nakaimbak na enerhiya.Sa layuning bawasan ang ating pag-asa sa mga fossil fuel, ang mga siyentipiko ay nag-explore ng mga napapanatiling paraan upang muling magkarga ng mga pangalawang baterya.Kamakailan, si Amar Kumar (nagtapos na mag-aaral sa lab ng TN Narayanan sa TIFR Hyderabad) at ang kanyang mga kasamahan ay nag-assemble ng compact lithium ion na baterya na may mga photosensitive na materyales na maaaring direktang ma-recharge ng solar energy.
Ang mga paunang pagsisikap na i-channel ang solar energy upang mag-recharge ng mga baterya ay gumamit ng paggamit ng mga photovoltaic cell at mga baterya bilang magkahiwalay na entity.Ang solar energy ay binago ng mga photovoltaic cell sa elektrikal na enerhiya na dahil dito ay nakaimbak bilang kemikal na enerhiya sa mga baterya.Ang enerhiyang naka-imbak sa mga bateryang ito ay ginagamit upang paganahin ang mga elektronikong aparato.Ang relay na ito ng enerhiya mula sa isang bahagi patungo sa isa pa, halimbawa, mula sa photovoltaic cell hanggang sa baterya, ay humahantong sa ilang pagkawala ng enerhiya.Upang maiwasan ang pagkawala ng enerhiya, nagkaroon ng pagbabago tungo sa paggalugad sa paggamit ng mga photosensitive na bahagi sa loob ng mismong baterya.Nagkaroon ng malaking pag-unlad sa pagsasama ng mga photosensitive na bahagi sa loob ng isang baterya na nagreresulta sa pagbuo ng mga mas compact na solar na baterya.
Kahit na pinahusay sa disenyo, ang mga umiiral na solar na baterya ay mayroon pa ring ilang mga kakulangan.Ang ilan sa mga disbentaha na ito na nauugnay sa iba't ibang uri ng solar na baterya ay kinabibilangan ng: pagbaba ng kakayahang magamit ang sapat na solar energy, paggamit ng organic electrolyte na maaaring makasira sa photosensitive na organic na bahagi sa loob ng baterya, at pagbuo ng mga side product na humahadlang sa patuloy na pagganap ng baterya sa pangmatagalan.
Sa pag-aaral na ito, nagpasya si Amar Kumar na tuklasin ang mga bagong photosensitive na materyales na maaari ding magsama ng lithium at bumuo ng solar na baterya na magiging leak-proof at gumana nang mahusay sa mga kondisyon ng kapaligiran.Ang mga solar na baterya na may dalawang electrodes ay karaniwang may kasamang photosensitive na pangulay sa isa sa mga electrodes na pisikal na hinaluan ng isang stabilizing component na tumutulong sa pagdaloy ng daloy ng mga electron sa pamamagitan ng baterya.Ang isang electrode na isang pisikal na pinaghalong dalawang materyales ay may mga limitasyon sa pinakamainam na paggamit ng surface area ng electrode.Upang maiwasan ito, ang mga mananaliksik mula sa grupo ni TN Narayanan ay lumikha ng isang heterostructure ng photosensitive MoS2 (molybdenum disulphide) at MoOx (molybdenum oxide) upang gumana bilang isang solong elektrod.Bilang isang heterostructure kung saan ang MoS2 at MoOx ay pinagsama-sama ng isang chemical vapor deposition technique, ang electrode na ito ay nagbibigay-daan para sa mas maraming surface area na sumipsip ng solar energy.Kapag ang mga light ray ay tumama sa elektrod, ang photosensitive na MoS2 ay bumubuo ng mga electron at sabay na lumilikha ng mga bakante na tinatawag na mga butas.Pinapanatili ng MoOx ang mga electron at butas na magkahiwalay, at inililipat ang mga electron sa circuit ng baterya.
Ang solar na baterya na ito, na ganap na na-assemble mula sa simula, ay natagpuang gumagana nang maayos kapag nakalantad sa kunwa ng solar light.Ang komposisyon ng heterostructure electrode na ginamit sa bateryang ito ay napag-aralan nang husto gamit ang transmission electron microscope pati na rin.Ang mga may-akda ng pag-aaral ay kasalukuyang nagtatrabaho tungo sa paghukay ng mekanismo kung saan gumagana ang MoS2 at MoOx kasabay ng lithium anode na nagreresulta sa pagbuo ng kasalukuyang.Bagama't nakakamit ang solar battery na ito ng mas mataas na interaksyon ng photosensitive na materyal na may liwanag, hindi pa ito nakakamit ang pagbuo ng mga pinakamabuting antas ng kasalukuyang upang ganap na makapag-recharge ng lithium ion na baterya.Sa layuning ito sa isip, TN Narayanan's lab ay nag-e-explore kung paano ang mga heterostructure electrodes ay maaaring magbigay daan para sa pagtugon sa mga hamon ng kasalukuyang solar na baterya.
Oras ng post: Mayo-11-2022