Создан очень эффективный способ сбора и хранения солнечной энергии: как это работает
Южнокорейские ученые разработали высокоэффективное устройство для автономного накопления солнечной энергии. Исследователи представили инновационное решение, объединившее суперконденсаторы и солнечные элементы. Это достижение не только значительно повысило производительность энергонакопительных устройств, но и открыло новые перспективы в области устойчивых источников энергии.
Команда под руководством старшего научного сотрудника Джонгмина Кима разработала электроды на основе никелевой карбонатно-гидроксидной композиции, в которую добавили ионы переходных металлов, таких как марганец, кобальт, медь, железо и цинк. Эти элементы позволили максимизировать проводимость и стабильность, что значительно улучшило ключевые показатели устройств. Новый материал показал существенный рост энергетической плотности, мощности и стабильности при циклических зарядах и разрядах.
Впечатляющие результаты достигнуты в энергетической плотности, которая составила 35,5 Вт·ч/кг, что в два-три раза выше, чем показатели предыдущих исследований (5−20 Вт·ч/кг). Мощность устройства составила 2555,6 Вт/кг, что значительно превышает прежние значения (около 1000 Вт/кг). Это позволяет устройству быстро высвобождать энергию, обеспечивая мгновенную подачу питания даже для мощных потребителей. Также было доказано, что устройство сохраняет свою эффективность после множества циклов зарядки и разрядки, что подтверждает его долгосрочную надежность.
Особое внимание заслуживает система, разработанная для совместной работы с солнечными элементами. Ученые объединили кремниевые солнечные батареи с суперконденсаторами, создав устройство, способное накапливать энергию и использовать ее в режиме реального времени. Эффективность хранения в таком способе достигла 63%, а общая эффективность — 5,17%. Это подтверждает коммерческий потенциал технологии, которая может использоваться в широком спектре приложений.
Джонгмин Ким отметил, что это первое устройство в Южной Корее, объединяющее суперконденсаторы и солнечные элементы. «Используя композитные материалы на основе переходных металлов, мы преодолели ограничения существующих энергонакопительных устройств и предложили устойчивое решение для хранения энергии», — подчеркнул он. Соавтор разработки Дамин Ли добавил, что команда намерена продолжить работу над повышением эффективности и коммерциализацией устройства.
Ранее ученые разработали новую технологию производства нетоксичных солнечных батарей.
