Φωτοβολταϊκό και μπαταρία αποθήκευσης ενέργειας σε μια ενιαία συσκευή

Συνήθως οι συζητήσεις γύρω από το μέλλον των ανανεώσιμων πηγών ενέργειας καταλήγουν στο συμπέρασμα ότι η περαιτέρω διείσδυση των καθαρών τεχνολογιών ηλεκτροπαραγωγής προϋποθέτει την ανάπτυξη αξιόπιστων και αποδοτικών συστημάτων αποθήκευσης που θα αντισταθμίσουν το μειονέκτημα της διαλείπουσας παραγωγής.

Σε αυτή την πρόκληση έρχεται να απαντήσει η νέα τεχνολογία που παρουσίασαν ερευνητές του Πολιτειακού Πανεπιστημίου του Οχάιο (OSU) η οποία συνδυάζει μια φωτοβολταϊκή κυψέλη με μια συσκευή αποθήκευσης ενέργειας που έχει τη δυνατότητα να μειώσει το κόστος της ανανεώσιμης ενέργειας σε ποσοστό που φτάνει το 25%.

“Η καινοτομία έγκειται στη χρήση μιας ηλιακής κυψέλης για τη δέσμευση του φωτός και η χρήση μιας φθηνής μπαταρίας για την αποθήκευση της ενέργειας” αναφέρει ο καθηγητής του OSU, Γιγίνγκ Γου. “Ενσωματώσαμε και τις δύο λειτουργίες σε μια συσκευή μειώνοντας το κόστος” προσθέτει.

Η συσκευή βασίζεται σε πλεγματοειδείς ηλιακές κυψέλες φωτοευαίσθητης βαφής που απορροφούν τόσο την ηλιακή ακτινοβολία όσο και του αέρα. Ουσιαστικά, πρόκειται για μια μπαταρία που αναπνέει: απορροφά τον αέρα όταν αποφορτίζεται και τον απελευθερώνει όταν φορτίζεται.

Το σύστημα περιλαμβάνει τρία ηλεκτρόδια: το πρώτο είναι το πλεγματοειδές ηλιακό πάνελ που λειτουργεί ως το πρώτο ηλεκτρόδιο, από κάτω βρίσκεται ένα λεπτό φύλλο πορώδους άνθρακα που λειτουργεί ως δεύτερο ηλεκτρόδιο και τέλος, ένας δίσκος λιθίου που είναι το τρίτο ηλεκτρόδιο. Μεταξύ των ηλεκτροδίων, διαδοχικές στρώσεις ηλεκτρολυτών μεταφέρουν τα ηλεκτρόνια.

Όπως αναφέρει το OSU, κατά τη διάρκεια της φόρτισης, η ηλιακή ακτινοβολία χτυπά το πλεγματοειδές φωτοβολταϊκό πάνελ και δημιουργεί ηλεκτρόνια. Εντός της μπαταρίας, τα ηλεκτρόνια προκαλούν τη χημική αποσύνθεση του περοξειδίου του λιθίου σε ιόντα λιθίου και οξυγόνο. Το οξυγόνο απελευθερώνεται στον αέρα και τα ιόντα λιθίου αποθηκεύονται στη μπαταρία ως μέταλλο λίθιο κατόπιν της δέσμευσης των ηλεκτρονίων. Όταν η μπαταρία αποφορτίζεται χρησιμοποιεί το οξυγόνο από τον αέρα για να διαμορφώσει εκ νέου το περοξείδιο του λιθίου.

Η τεχνολογία αυτή επιλύει ένα βασικό πρόβλημα στην αποθήκευση της ανανεώσιμης ενέργειας. Στις συμβατικές συσκευές, η μεταφορά της ενέργειας που παράγει ένα φωτοβολταϊκό πάνελ σε μια εξωτερική μπαταρία συνεπάγεται απώλειες ενέργειας σε ποσοστό 20%.

Αντιθέτως, σε αυτή την περίπτωση η μετατροπή της ηλιακής ακτινοβολίας σε ηλεκτρόνια λαμβάνει χώρα εντός της μπαταρίας χωρίς ενεργειακές απώλειες.

Οι επιστήμονες εκτιμούν ότι η διάρκεια ζωής της μπαταρίας θα είναι αντίστοιχη με εκείνη των επαναφορτιζόμενων μπαταριών που κυκλοφορούν στο εμπόριο.

Πηγή:http://www.econews.gr/2014/10/21/fotovoltaiko-mpataria-118282/