تولید برق از قطرات باران

   سلول های خورشیدی در زمان حال جزء مواردیست که بسیار کارآمد و مقرون به صرفه می باشد، عدم کارآیی این سلول های خورشیدی در زمان بارندگی جمعی از محققان دانشگاه های اوشن و یونان نرمال چین را برآن داشت تا نوعی سلول خورشیدی حساس به رنگ تولید نمایند كه قادر باشد انرژی حاصل از برخورد قطرات باران را نیز به الكتریسیته تبدیل كند.

   لایه گرافنی از جمله مواردی است که این محققان با افزودن یک لایه اضافی از آن در سلول خورشیدی، توانسته اند از آن برای حل این نقطه ضعف بهره ببرند.

   گرافن یك ساختار دو بعدی كربن است كه در آن اتم ها به شكل لانه زنبور با یكدیگر پیوند خورده اند. برای ساخت گرافن از روش های اكسیداسیون، لایه برداری شیمیایی و مكانیكی و سنتز شیمیایی استفاده می شود. گرافن دارای خواص الكتریكی غیرمعمولی است و علاوه بر رسانش الكتریكی، الكترون های آزادی دارد كه در تمام سطح لایه حركت می كنند. 
    در محلول آبی، الكترون های گرافن با یون های دارای بار مثبت پیوند برقرار می كنند. این ویژگی گرافن برای جداكردن یون های سرب و رنگ های ارگانیك از تركیبات آلی به كار گرفته می شود. 
    این پدیده الهام بخش محققان چینی شد تا برای جذب انرژی حاصل از برخورد قطرات باران، از الكترودهایی از جنس گرافن استفاده كنند. قطرات باران، حاوی نمك هستند كه به یون های منفی و مثبت تبدیل می شوند. یون های دارای بار مثبت شامل یون های سدیم، كلسیم و آمونیوم هستند و قادرند با سطح گرافن پیوند برقرار كنند.

   در نقطه برخورد باران با گرافن، آب از یون های مثبت و گرافن از الكترون های آزاد دارای بار منفی، غنی می شوند. در نتیجه این پدیده، دولایه از الكترون ها و یون های مثبت ساخته می شود كه با عنوان شبه خازن (pseudocapacitor) شناخته می شود. اختلاف پتانسیل حاصل از این پدیده، برای تولید ولتاژ و جریان الكتریكی كافی است. نتایج این تحقیقات در نشریه Angewandte Chemie منتشر شده است.

اطلاعات تکميلي

  • منبع: خبرگزاری ایرنا
  • حوزه کاربرد: بهره وری سلول های خورشیدی
  • سازمانهاي وابسته: محققان دانشگاه های اوشن و یونان نرمال چین