Дождевые батареи

10.04.2016

За последние четыре года солнечные панели с использованием графена установили два рекорда эффективности. Сначала в 2012 г. ученые из университета штата Флорида (США) создали прототип фотовольтаической ячейки, которая состояла из кремниевой полупроводниковой пластины, покрытой слоем графена, обработанного трифторметансульфокислотой. Тот прототип продемонстрировал КПД 8,6%. Через два года испанские и английские ученые полностью избавились от кремниевой подложки в подобном устройстве, что позволило им повысить КПД до 15,6%. Для этого им пришлось применить графен, окись титана и перовскит.

Очередным достижением в области использования графена для солнечных батарей стало недавнее изобретение китайских ученых. Их фотовольтаическая ячейка в состоянии вырабатывать электроэнергию в отсутствие солнца. Дело в том, что при помещении графена в водный раствор его электропроводность позволяет материалу связывать пару положительно заряженных ионов с парой отрицательно заряженных электронов в процессе реакции кислот-оснований Льюиса. С помощью этого свойства исследователи смогли удалить ионы свинца и органические красители из раствора и получить элементы, производящие электричество как из солнца, так и из капель дождя.

Дождевая вода не является дистиллированной, а содержит различные соли, которые разделяются на положительно и отрицательно заряженные ионы. При контакте воды с графеном положительные ионы связываются с электронами на поверхности графена. В этой точке формируется двойной слой электронов и положительно заряженных ионов, образуя псевдоконденсатор. Разница потенциалов между двумя слоями оказалась достаточно большой, чтобы создавать ток и напряжение.

На основе этой идеи исследователи создали в лабораторных условиях прототип солнечной батареи, сенсибилизированной красителем, покрытой тонкой пленкой графена, который окропили слегка подсоленной "дождевой" водой. Напряжение прототипа достигло сотен микровольт, а КПД преобразования солнечной энергии в электрическую составил 6,5%.

<< Назад: Игровой монитор ASUS VG278HV 10.04.2016

>> Вперед: Синтетические нервы работают на свету 09.04.2016

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Расставание действительно может причинять физическую боль 16.09.2026

Разрыв отношений с близким человеком способно вызывать настолько сильные переживания, что привычное выражение "разбитое сердце" иногда воспринимается почти буквально. Человек может испытывать тревогу, тоску и эмоциональное напряжение, сопровождающиеся вполне реальными телесными ощущениями. Исследования работы мозга показывают, что такая связь между эмоциональными и физическими страданиями может иметь вполне определенную нейробиологическую основу. Эксперимент, позволивший изучить этот вопрос, провела команда психолога Итана Кросса из Мичиганского университета. В исследовании участвовали 40 человек, недавно переживших расставание по инициативе партнера. Все добровольцы продолжали остро реагировать на произошедшее, что позволило исследователям изучить мозговую активность в период наиболее сильных переживаний. Во время эксперимента участников помещали в аппарат магнитно-резонансной томографии. Испытуемым поочередно показывали фотографию бывшего партнера и подвергали предплечье воздей ...>>

Научно доказана невозможность создания нейтринного лазера 16.09.2026

Лазер давно перестал быть исключительно лабораторной технологией: сегодня он используется в связи, медицине, промышленности и научных исследованиях. Поэтому физики периодически предлагают необычные варианты устройств, способных работать по аналогичным принципам, но с другими типами частиц. В 2025 году появилась идея создать лазер, формирующий направленный поток нейтрино. Однако последующий теоретический анализ показал, что привлекательная на первый взгляд концепция сталкивается не просто с техническими трудностями, а с фундаментальными законами квантовой физики. Первоначальную концепцию предложили профессор Массачусетского технологического института (MIT) Джо Формаджио (Joe Formaggio) и Бен Джонс (Ben Jones) из Техасского университета в Арлингтоне. Согласно их замыслу, облако радиоактивных атомов следовало охладить до сверхнизких температур порядка нанокельвинов - миллиардных долей кельвина. В таких условиях атомы могли бы сформировать Бозе - Эйнштейновский конденсат, особое квантов ...>>

Индекс нижнего белья раскрыл состояние швейцарских почв 15.09.2026

Почва кажется обычной частью окружающего нас ландшафта, однако под ее поверхностью существует сложная экосистема, от состояния которой напрямую зависит жизнь человека. Миллиарды микроорганизмов, черви, грибы и другие обитатели почвы перерабатывают органические вещества и участвуют в круговороте питательных элементов. Чтобы привлечь внимание общества к этой мало заметной проблеме, исследователи из Цюрихского университета придумали весьма необычный эксперимент: они закопали более 2000 пар хлопкового нижнего белья в садах, на лугах, полях и газонах по всей Швейцарии. Проект получил название "Доказательство в виде нижнего белья" и представлял собой не массовую шутку, а научный эксперимент, позволяющий наглядно оценить биологическую активность почвы. Исследователи помещали хлопковые изделия в землю, а примерно через два месяца извлекали их и сравнивали степень разрушения ткани. Некоторые образцы за это время практически исчезали, оставляя лишь отдельные фрагменты швов, тогда как на други ...>>

Гибкий алмаз вырабатывает электричество 15.09.2026

Алмаз традиционно воспринимается как исключительно твердый и практически неподвижный материал, поэтому возможность получать из него электричество при механической деформации долгое время казалась невероятной. В начале XX века алмаз относили к непьезоэлектрическим материалам, то есть считалось, что при сжатии или изгибе он, в отличие от кварца, не способен создавать электрический заряд. Однако исследователи из Университета Гонконга обнаружили, что при определенных условиях это представление требует пересмотра. Проблема заключалась прежде всего в физической природе самого минерала. Обычный алмаз настолько тверд, что заметно согнуть его практически невозможно. Поэтому специалисты использовали другой подход и изготовили из алмаза чрезвычайно тонкую гибкую мембрану. После механического воздействия на такую конструкцию измерительные приборы зарегистрировали устойчивые электрические сигналы. Эксперименты неоднократно повторяли и проводили в различных условиях, чтобы исключить случайное про ...>>

Найдена химическая причина возрастных изменений запаха кожи 14.09.2026

Запах человеческого тела меняется на протяжении всей жизни, и особенно заметные изменения могут происходить в пожилом возрасте. Речь идет не только о привычном запахе пота или особенностях гигиены: старение сопровождается целым комплексом биохимических процессов в коже, способных влиять на ее естественный запах. Ученые обнаружили одно из веществ, которое связывают с характерным ароматом, часто называемым "запахом старости". Исследователи установили, что важную роль в этом процессе играет 2-ноненаль - органическое соединение из группы ненасыщенных жирных альдегидов. Это вещество обладает характерным запахом, который нередко описывают как сочетание прогорклого масла и затхлого картона. Его количество в коже увеличивается по мере старения организма, поэтому концентрация 2-ноненаля рассматривается специалистами как одна из биохимических причин возрастного изменения запаха. По словам дерматологов, заметные изменения начинают становиться более вероятными после 40 лет. Доктор Сонал Чоуд ...>>

Случайная новость из Архива Двухроторная вертикальная турбина 19.02.2025 Разработка эффективных и компактных ветрогенераторов для городской среды является актуальной задачей в условиях стремления к устойчивой энергетике. Команда ученых из Индии, Италии и Сингапура представила инновационную конструкцию ветряной турбины с вертикальной осью, которая, по их мнению, идеально подходит для установки на крышах жилых домов. Результаты исследования были опубликованы в журнале Nature. Ключевой особенностью новой турбины является использование двух наборов лопастей, вращающихся одновременно в противоположных направлениях. Такая конструкция, благодаря синергетическому эффекту, обеспечивает значительно более высокую выходную мощность по сравнению с традиционными вертикальными турбинами. Согласно результатам оптимизации, представленным учеными, новая турбина демонстрирует увеличение мощности на 14%. Лопасти турбины имеют аэродинамический профиль NACA 0018, длину хорды 0,12 метра и длину самой лопасти 2 метра. Важным преимуществом данной конструкции является отсутствие необходимости в дополнительных механизмах для борьбы с крутящим моментом. Для проведения испытаний ученые использовали ветроулавливающее устройство на основе турбины, которое было поднято в воздух с помощью аэростата. Компьютерный анализ потоков воздуха показал, что такой подход позволяет увеличить выходную мощность на 32% и мгновенный крутящий момент на 40% при динамической остановке. Кроме того, устройство улучшает перенаправление потока в плоскость ротора, обеспечивая прирост мощности на 58% при угле перекоса 10°. Уменьшение вихреобразования на концах лопастей также способствует снижению уровня шума, что особенно важно в городских условиях. Компактность и эффективность новой турбины делают ее идеальной для установки на крышах с ограниченным пространством. Это позволяет снизить количество необходимых турбин для обеспечения энергопотребления, а также уменьшить уровень шума и улучшить эстетический вид. Конструкция турбины также предусматривает возможность ее интеграции с другими источниками возобновляемой энергии, такими как солнечные панели, для обеспечения более стабильного электроснабжения. Развитие маломасштабной ветроэнергетики играет важную роль в переходе к устойчивым источникам энергии. В городских условиях, где традиционные горизонтальные ветряные турбины сталкиваются с ограничениями, вертикальные ветрогенераторы становятся все более привлекательной альтернативой. Вертикальные турбины обладают рядом преимуществ, включая способность улавливать ветер с любого направления и работать в условиях турбулентных потоков. Они также отличаются простотой обслуживания и производства. Среди вертикальных турбин наибольшее распространение получили турбины с прямыми лопастями, благодаря их простой конструкции и высокой эффективности. Однако, сложная динамика воздушных потоков ограничивает их производительность. Новая разработка ученых направлена на преодоление этих ограничений и повышение эффективности вертикальных ветрогенераторов для использования в городской черте.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2026