Представьте себе мир, в котором не нужно заряжать смартфон. Да вообще никакие гаджеты заряжать не нужно. Вы больше не останетесь без любимой музыки в долгой поездке или без возможности вызвать такси, потому что разрядились наушники или смартфон. Такое будущее создают ученые из лаборатории перспективной солнечной энергетики. Они работают над уникальной компактной солнечной батареей, которая будет работать не только от солнца.
SFERA — Pro Технологии
Свобода от проводов
Все знают о беспроводной зарядке, но для нее необходимо электричество. Известна также технология подзарядки от солнечной батареи, но для этого нужно яркое освещение. Специалисты лаборатории перспективной солнечной энергетики НИТУ «МИСиС» под руководством Данилы Саранина решили обе проблемы. Они представили солнечные батареи нового поколения, способные работать на слабом освещении, например, от настольной лампы.
Проект называется InPOWER и заключается в создании солнечных элементов на основе перовскита. Это минерал, представляющий собой титанат кальция (CaTiO₃). Данные элементы можно будет производить на гибких пластиковых основах и наклеивать на чехол гаджета. Более никакие устройства для зарядки не понадобятся. Изготавливать батареи можно посредством печати на промышленном струйном принтере методом послойной матричной печати. За счет простой технологии изготовления их себестоимость будет вдвое меньше, чем у существующих аналогов. Ученые уже полностью разработали модульный ряд на стекле и пластиках и готовы перейти к сертифицированию и созданию пилотных образцов.
SFERA — Pro Технологии
Чем хорош перовскит
Команда InPOWER использует в качестве основы батарей перовскит вместо стандартного кремния. КПД традиционных устройств достигло своего предела, кроме того для их производства требуются огромные затраты, которые окупаются до 10 лет. Для задумки команды Данилы Саранина кремний также не подходит, так как он работает только при сильном освещении (более 1000 Лк). Поэтому для новинки был выбран сравнительно молодой для этой сферы перовскит.
Многолетние опыты по его усовершенствованию позволили поднять КПД до «кремниевых» 20%. При этом их производство вдвое дешевле: 1м² кремниевых панелей стоит $40, а перовскитных — $20. Выигрывает материал и по окупаемости — всего год за счет применения менее энергозатратных процессов. Технология печати позволяет выполнять батареи на гибких подложках, следовательно, их можно будет установить на криволинейных поверхностях. Толщина инновационных батарей тоже значительно меньше.
Главным преимуществом перовскита в рамках данного проекта является конвертация слабого рассеянного света в электроэнергию. Авторы планируют, что их батарея будет работать при интенсивности 50 Лк, имея сравнительно небольшие размеры. Для питания WI-FI-транслятора будет достаточно устройства площадью всего 5 см².
SFERA — Pro Технологии
Возникает вопрос: если есть такой прекрасный материал, почему до сих пор повсеместно используется кремний? Дело в том, что срок службы перовскита сравнительно мал. Для солнечных панелей он составляет 1 год против 20 лет у кремния. Однако, по словам ученых, увеличение работоспособности — это вопрос времени. Уже скоро в нашу жизнь могут прочно войти тонкие и эргономичные зарядные устройства.
Разработки итальянцев в России
Панели InPOWER создаются в лаборатории перспективной солнечной энергетики НИТУ «МИСиС». Руководит ей итальянец, профессор Альдо Ди Карло. Он окончил Университет Рима La Sapienza, возглавлял кафедру инженерии в электронике Университета Рима Тор Вергата, а с 2018 года руководит лабораторией. Ранее мы писали об успехах этого научного коллектива.
Один из главных создателей инновационных батарей — Данила Саранин окончил МИСиС по направлению «Электроника и микроэлектроника». Вместе с Альдо Ди Карло они выиграли грант в 90 млн рублей и создали лабораторию по разработке перспективных солнечных батарей.
SFERA — Pro Технологии
Работа по созданию перовскитного зарядного устройства получила премию «Новатор Москвы» и вошла в шорт-лист премии издания Snob «Сделано в России-2020» в номинации «Наука и технологии». Надеемся, что ее развитие и внедрение на рынок уже не за горами.
Материал создан при поддержке проекта SFERA
Самый амбициозный отечественный IT-проект SFERA готовит релиз многофункционального мобильного приложения. Испытайте преимущества экосистемы с полезным контентом, скачав приложение в раннем доступе в Google Play и AppStore. Узнать подробности о проекте можно по ссылке. Спасибо за поддержку!
Свежие комментарии