Накопитель энергии, на создание которого вдохновил папортник

bio-inspired-solar-energy-storageВдохновленные американским папоротником, исследователи разработали новаторский опытный образец, который может стать ответом на проблему хранения электроэнергии, все еще сдерживающую полный переход на солнечную электроэнергию.

Новый тип электрода, созданный исследователями из Университета RMIT в Мельбурне, Австралия, мог бы увеличить емкость существующих систем хранения электроэнергии на 3000%.

Прототип на основе графена открывает новый путь к созданию гибкой тонкой пленки, способной захватывать солнечную энергию и хранить ее, приближая нас еще на один шаг к самообеспечению электроэнергией смартфонов, ноутбуков, автомобилей и зданий.

Новый электрод предназначен для работы с суперконденсаторами, которые могут заряжать и разряжать энергию намного быстрее, чем обычные аккумуляторные батареи. Суперконденсаторы уже и раньше объединяли с солнечной электроэнергией, но их более широкое использование в качестве энергонакопителя  было ограничено из-за их малой емкости.

Профессор Мин Гу из Университета RMIT в Мельбурне сказал, что новая конструкция была создана по примеру гениального решения природой задачи распространения в пространстве наиболее эффективным способом — через сложные самопересекающиеся структуры, известные как фракталы.

«Листья западного меченосца плотно покрыты сосудами, что делает их чрезвычайно эффективными для хранения энергии и транспортировки воды по всему растению», — сказал Гу, руководитель лаборатории искусственного интеллекта «Нанофотоника» и заместитель ректора университета по исследованиям в области инноваций и предпринимательства университета RMIT.

«Наш электрод основан на этих фрактальных формах, которые самовоспроизводятся, как миниатюрные структуры внутри снежинок, — и мы использовали эту естественную эффективную конструкцию, чтобы улучшить сохранение солнечной энергии на наноуровне. Сама суть заключается в объединении этого электрода с суперконденсаторами, как показали наши эксперименты, наш прототип может радикально увеличить свою емкость — в 30 раз по сравнению с существующими пределами емкости.

Суперконденсаторы с увеличенной емкостью предлагают как долгосрочную надежность, так и быстрое энерговыделение — когда кто-то захочет использовать солнечную энергию в пасмурный день, например — что делает их идеальной альтернативой для хранения солнечной энергии»

В сочетании с суперконденсаторами фрактальные электроды графена с лазерным восстановлением могут удерживать накопленный заряд дольше при минимальной утечке. Фрактальная проекция отражает самовоспроизводящуюся форму сосудов западного меченосца (Polystichum munitum), произрастающего в западной части Северной Америки.

Ведущий автор, доктор философии Литти Теккекара сказал, что так как новый прототип основан на гибкой тонкопленочной технологии, его потенциальные области применения бесчисленны.

«Наиболее интересной возможностью является использование этого электрода в сочетании с фотоэлементом, что позволит найти общее решение по сбору и хранению энергии на внутрикристаллическом уровне», — сказал Теккекара.

«Мы можем сделать это сейчас с существующими фотоэлементами, но они громоздкие и жесткие. Настоящее будущее заключается в сочетании прототипа с гибкой тонкопленочной солнечной технологией, которая все еще находится в зачаточном состоянии.

«Гибкая тонкопленочная солнечная батарея может использоваться практически везде, где вы можете себе представить, от создания окон до автомобильных панелей, от смартфонов до смарт-часов. Нам больше не понадобятся батареи для зарядки наших телефонов или зарядные станции для наших гибридных автомобилей.

«С помощью этого прототипа гибких электродов мы решили проблему хранения энергии, а также показали, как они могут работать с фотоэлементами, не влияя на производительность. Теперь нам нужно сосредоточиться на гибкой солнечной энергии, чтобы мы могли продолжать работу над достижением нашего видения полностью автономной электроники с автономным питанием от солнечной энергии».

Источник: https://solarthermalmagazine.com/2017/03/31/bio-inspired-solar-energy-storage/

Контакты

ул.Космонавтов 81/6, г.Николаев, Украина
+38 (067) 512 33 83
nfo@sunnik.com.ua
sunnik
sunnik