خلايا شمسية تولد الطاقة عند سقوط الأمطار

قام باحثون صينيون بإدخال نهجا جديدا لصنع خلية شمسية تنتج الكهرباء في جميع الأحوال الجوية حيث تعمل بضوء الشمس وقطرات المطر.

لتحويل الطاقة الشمسية إلى كهرباء قام فريق من عدة جامعات صينية بتطوير خلايا شمسية عالية الكفاءة حساسة للصبغة ومن أجل السماح للمطر بإنتاج الكهرباء غطوا هذه الخلايا بطبقة رقيقة من الجرافين.

الجرافين هو شكل ثنائي الأبعاد من الكربون ترتبط ذراته ببعضها البعض مثل خلايا النحل. ويتم تحضيره بسهولة عن طريق أكسدة وتقشير واختزال الجرافيت.

يتميز الجرافين بخصائصه الإلكترونية غير العادية: فهو موصل للكهرباء وغني بالإلكترونات التي يمكن أن تتحرك بحرية عبر الطبقة بأكملها (غير متمركزة). يمكن لإلكترونات الجرافين أن ترتبط بأيونات موجبة في محلول مائي (تفاعل لويس الحمضي القاعدي). ويتم استخدام هذه الخاصية في العمليات القائمة على الجرافين لإزالة أيونات الرصاص والأصباغ العضوية من المحاليل.

استوحى الباحثون من هذه الظاهرة فكرة استخدام أقطاب الجرافين للحصول على الطاقة من تأثير قطرات المطر. قطرات المطر ليست مياه نقية فهي تحتوي على الأملاح المفصولة إلى أيونات موجبة وسالبة. الأيونات موجبة الشحنة، بما في ذلك الصوديوم والكالسيوم وأيونات النشادر، يمكن أن ترتبط بسطح الجرافين. في نقطة الاتصال بين قطرات المطر والجرافين يصبح الماء غني بالأيونات الموجبة والجرافين يصبح غني بالإلكترونات غير المتمركزة مما يؤدي إلى طبقة مزدوجة مصنوعة من الإلكترونات والأيونات الموجبة الشحنة، وهي ظاهرة تعرف باسم pseudocapacitor.

فارق الجهد المصاحب لهذه الظاهرة كافي لإنتاج الجهد والتيار.

https://www.sciencedaily.com/releases/2016/04/160406075516.htm