3523
Дослідники з Китаю створили перовскітні сонячні елементи, здатні стабільно виробляти електроенергію під водою на глибині до 10 метрів. Під час реальних випробувань у Південно-Китайському морі модулі за дві години змогли накопичити 324 мВт·год енергії та зарядити літій-іонні акумулятори.
Головна проблема підводної сонячної енергетики полягає в тому, що вода швидко поглинає й розсіює світло. Чим глибше знаходиться пристрій, тим менше випромінювання до нього доходить, причому спектр світла також помітно змінюється.
Команда підібрала широкозонний перовскітний матеріал, який ефективніше використовує синьо-зелену частину спектра — саме вона краще проникає на кілька метрів під поверхню моря.
У лабораторії дослідники створили систему оптичних фільтрів, яка відтворювала освітлення на різній глибині. За умов, що імітували 10 метрів води, елементи показали ефективність перетворення світла близько 35%.
Окремим завданням була довговічність. Перовскіти зазвичай чутливі до вологи, тому вчені змінили склад матеріалу й додали водовідштовхувальний захисний шар. Під час тривалих лабораторних тестів елементи демонстрували дуже невелику деградацію.
Після цього великі модулі встановили на підводний апарат і випробували біля островів Вейчжоу у Південно-Китайському морі. Тести проводили на глибинах два, шість і десять метрів.
На десятиметровій глибині за дві години модулі виробили 324 мВт·год. Енергії вистачило для заряджання невеликих літій-іонних акумуляторів і живлення світлодіодів.
За оцінкою дослідників, за відповідних умов такі елементи теоретично можуть працювати на глибині близько 10 метрів приблизно п’ять із половиною років. Подальші експерименти мають визначити межу глибини й стандартизувати випробування підводної фотовольтаїки.
Потенційні сфери використання — автономні підводні сенсори, камери, системи зв’язку, морські роботи та інше обладнання, яке зараз залежить від акумуляторів або кабельного живлення.
