Энергия в титане

Проблема массового использования возобновляемой энергии в нестабильности её поступления: когда прекращается ветер или солнце скрывается за облаками - её попросту нет.

Аккумулятор для солнечной электростанции

Единственным реальным решением этой проблемы в настоящее время является использование огромных аккумуляторов. Они и сами по себе вариант не из дешёвых. Плюс передача и хранение энергии в них не особо эффективны.

Обычно исследования возобновляемой энергии часто фокусируются на двух технологических моментах: максимизации выхода энергии, поглощённой солнцем и оптимизации сохранения этой энергии. Однако пятая часть её попросту теряется при переходе солнечная панель / аккумулятор.

Новое устройство, разработанное в США, представляет собой, по сути, стандартную воздушную литиевую батарею, которая перезаряжается через встроенный титановый солнечный элемент. Воздухопроницаемая солнечная панель из титановой сетки формирует первый электрод. Далее идут тонкий слой пористого углерода (второй электрод) и литиевая пластина (третий электрод).

Сэндвич с электролитом гарантирует, что электроны могут плавно перемещаться между электродами. Панель имеет красный цвет для настройки на длину волны света, которую она захватывает. Кстати, такой оттенок ей придаёт оксид железа или, попросту, ржавчина. Благодаря такой конструкции заданный спектр света преобразуется в заряд батареи и сохраняется почти на 100 процентов.

Во время зарядки свет попадает на солнечную панель и создает электроны. Благодаря титановой сетке воздух может свободно течь через солнечный элемент. В нём происходят две химические реакции. Когда батарея разряжается, литий реагирует с кислородом, чтобы создать перекись лития (Li2O2) и электричество. Когда аккумулятор заряжается, солнечный элемент создает электроны (благодаря фотогальваническому эффекту), которые превращают молекулы перекиси лития обратно в литиевые ионы (Li +) и кислород (O2). Иными словами, батарея «дышит».

По словам изобретателей, интегрированное решение на 25% дешевле и на 20% эффективнее обычной связки солнечная панель / аккумулятор. Фактически, устройство является первым в мире солнечным аккумулятором. При этом срок службы устройства сопоставим с перезаряжаемыми батареями, уже имеющимися на рынке. Каких-либо ограничений на размер батареи нет, на практике она может быть огромной.