Одна из самых распространенных проблем при использовании солнечной энергии — ее хранение. В солнечные дни обычно наблюдается избыток энергии, которая теряется, если ее не улавливать. Но, к счастью, сейчас существует множество вариантов хранения энергии, в том числе и этот революционный прототип нового электрода из Университета RMIT в Мельбурне, Австралия, который может хранить энергию с гораздо большей емкостью, примерно на 3000 процентов больше, чем существующие технологии.
Компактный электрод предназначен для подключения к суперконденсатору, который может заряжать и разряжать энергию с гораздо большей скоростью, чем обычные батареи. Эта технология до сих пор не использовалась в качестве основного механизма хранения энергии из-за ее недостаточной способности к накоплению. Электрод решает эту проблему с помощью замысловатой и самоповторяющейся схемы цепей, известной как фракталы.
На такой дальновидный подход ученых вдохновили папоротники, которые имеют густую систему вен, передающих энергию и воду по всему телу растения. Электроды способны накапливать энергию в этих «венах», а суперконденсатор — передавать ее в нужный момент в быстром темпе, практически без утечки энергии.
RMIT
«Наш электрод основан на фрактальных формах, которые самовоспроизводятся, как мини-структуры в снежинках, и мы использовали эту естественную эффективную конструкцию для улучшения хранения солнечной энергии на наноуровне», — говорит Мин Гу, профессор RMIT и соавтор исследования. «Суперконденсаторы с увеличенной емкостью будут обеспечивать как долгосрочную надежность, так и быстрое высвобождение энергии — например, когда кто-то хочет использовать солнечную энергию в пасмурный день, что делает их идеальной альтернативой для хранения солнечной энергии».
Электрод также очень тонкий, поэтому его применение может выйти за рамки солнечных батарей. Команда считает, что это может быть инновация, которую искали инженеры для питания мобильных телефонов, ноутбуков, автомобилей и зданий.
«Гибкие тонкопленочные солнечные батареи можно использовать практически везде, где только можно себе представить: от окон зданий до панелей автомобилей, от смартфонов до умных часов», — говорит ведущий автор работы Литти Тхеккекара. «Нам больше не понадобятся аккумуляторы для зарядки телефонов или зарядные станции для наших гибридных автомобилей».
Проект пока находится в зачаточном состоянии, но при определенной изобретательности он может стать воплощением нового будущего технологий.
