Słoneczne baterie mogą działać także pod wodą

Naukowcy z Uniwersytetu Yunnan przeprowadzili na Morzu Południowochińskim eksperyment. Na głębokości dziesięciu metrów na dwie godziny umieścili tam zestaw perowskitowych paneli słonecznych.

Na podstawie obserwacji zachowania baterii stwierdzili, że mogłyby one działać w tych warunkach nawet przez 5,5 roku, zasilając czujniki, kamery czy systemy komunikacyjne znajdujące się daleko od lądu.

„Dotąd opublikowano bardzo niewiele badań dotyczących podwodnych ogniw słonecznych, a wszystkie koncentrowały się na bardzo małych głębokościach – do zaledwie dwóch metrów. To warunki dalekie od tych, których wymagałyby praktyczne zastosowania” – mówi Wen-Hua Zhang z Uniwersytetu Yunnan, autor badania opisanego w piśmie „Joule”.

„W tej pracy po raz pierwszy potwierdzono praktyczne działanie podwodnych ogniw słonecznych na głębokości sięgającej około 10 metrów, co znacznie poszerza zakres ich potencjalnych zastosowań” – dodaje.

Badacze w pierwszej kolejności opracowali system laboratoryjny z odpowiednio dobranymi filtrami optycznymi, aby symulować oświetlenie panujące pod wodą na różnych głębokościach. W ten sposób ustalili, że opracowane przez nich podwodne ogniwa słoneczne należały do najbardziej wydajnych spośród ogniw o tzw. szerokiej przerwie energetycznej – właściwości pozwalającej im pochłaniać światło od niebieskiego do pomarańczowego.

Po 300 dniach przechowywania w komorze wypełnionej azotem ogniwa zachowały około 96 proc. swojej początkowej sprawności. Wykazały też niemal brak degradacji po 1160 godzinach pracy w symulowanych warunkach odpowiadających głębokości 10 metrów, co wskazuje na ich wyjątkową trwałość pod wodą.

Następnie badacze zintegrowali swoje ogniwa z podwodnymi robotami i umieścili je na głębokości 10 metrów u wybrzeży Wysp Weizhou, co pozwoliło sprawdzić ich działanie w rzeczywistych warunkach.

Jak mówi prof. Zhang, ogniwa wykazały „wyjątkową” długoterminową stabilność pracy.

„Najbardziej zaskoczyło nas, jak dużo energii elektrycznej nasze moduły o dużej powierzchni wytworzyły w rzeczywistych warunkach, na głębokości 10 metrów, w ciągu zaledwie dwóch godzin” – opowiada prof. Zhang. – „Co więcej, udało nam się przejść od małych ogniw laboratoryjnych do dużych modułów. Połączenie badań laboratoryjnych i eksperymentów terenowych dostarcza mocnych dowodów na to, że fotowoltaika podwodna może działać w praktyce”.

W dalszych krokach badacze chcą testować perowskitowe ogniwa na większych głębokościach, aby określić granicę, do której podwodna fotowoltaika może skutecznie działać.

Marek Matacz (PAP)

mat/ zan/