Revoluce v napájení domácích zařízení: solární panely fungující bez slunce

Konec s bateriemi v domácích spotřebičích

Tato technologie otevírá cestu k novému způsobu napájení domácích elektronických zařízení. Dálkové ovladače, bezdrátové klávesnice, chytré senzory, požární hlásiče nebo bezdrátové zvonky by mohly fungovat zcela bez baterií. Zařízení by se napájela pouze ze světla z běžných LED žárovek nebo zářivek.

Takový přístup by mohl snížit množství elektronického odpadu. Každý rok se spotřebují miliardy jednorázových baterií, které končí na skládkách. S rozšiřováním internetu věcí se tento problém bude jen zhoršovat.

Tajemství je v materiálu perovskit

Klíčem k úspěchu je použití speciálního materiálu zvaného perovskit (nebo také perowskit – byl poprvé popsán a pojmenován v roce 1837 německým mineralogem Gustavem Rossem. Pojmenoval ho na počest ruského mineraloga a generála Lva Perovského). Na rozdíl od tradičních křemíkových panelů, které jsou navržené pro intenzivní sluneční světlo, dokáže perovskit efektivně využívat konkrétní vlnové délky umělého osvětlení.

Největším problémem perovskitových panelů byly drobné defekty v krystalové struktuře, takzvané „pasti“. Tyto vady zachytávaly elektrony a způsobovaly ztráty energie ve formě tepla. Navíc přispívaly k degradaci materiálu v čase.

Chemické řešení prodlužuje životnost

Výzkumný tým vyřešil tento problém pomocí trojité chemické úpravy. Nejprve přidali chlorid rubidia, který pomohl krystalům růst rovnoměrněji a snížil vnitřní napětí. Poté přidali dvě organické sloučeniny, které stabilizovaly ionty v materiálu a zabránily jejich migraci.

Jak vysvětluje hlavní autor studie Siming Huang: solární článek s těmito drobnými defekty je jako dort rozřezaný na kousky. Kombinací našich strategií jsme dort opět spojili dohromady, takže jím může náboj procházet mnohem snadněji.

Pětiletá životnost při vysoké účinnosti

Testování prokázalo pozoruhodnou odolnost nových panelů. Po více než 100 dnech nepřetržitého provozu si zachovaly 92 % své původní výkonnosti. Dokonce i po 300 hodinách intenzivního osvětlení při teplotě 55 stupňů Celsia zůstala účinnost na úrovni 76 %.

Tato odolnost naznačuje, že panely by mohly fungovat minimálně pět let, což je zásadní rozdíl oproti dřívějším prototypům, které vydržely jen týdny nebo měsíce.

Výzkumníci už jednají s průmyslovými partnery o možnostech velkosériové výroby a komerčního nasazení. Perovskitové panely se dají vyrábět jednoduchými postupy podobnými tisku novin a používají běžně dostupné materiály, což slibuje nízké výrobní náklady.

Švédská firma již prodává první produkty

Zatímco vědci stále testují v laboratoři, švédská firma Exeger už uvádí na trh komerční produkty. Jejich technologie Powerfoyle je flexibilní materiál, který dokáže získávat energii jak ze slunečního, tak z umělého světla.

Materiál funguje dokonce i při svíčkách a je zároveň vodotěsný, odolný proti prachu a nárazům. Už nyní se používá ve sluchátkách, cyklistických helmách a dalších spotřebních produktech. Mezi zákazníky Exegeru patří známé značky jako Philips, Marshall, Kapsch a Adidas. Zájem údajně projevily také společnosti Apple a Logitech.

Pokud se podaří technologii úspěšně zavést do masové výroby, mohla by změnit způsob, jakým napájíme malá elektronická zařízení. Místo pravidelné výměny baterií by se spotřebiče napájely automaticky z okolního světla, což by nejen zjednodušilo jejich údržbu, ale také významně snížilo ekologickou zátěž.

Zdroj: UCL, notebookcheck, ZME science, Spacedaily

Solární panely v každém okně? Korejští vědci přišli na geniální objev