Fontes alternativas de energia são um meio de economia racional de recursos. O desenvolvimento da nanotecnologia é um caminho para essas fontes alternativas de energia. Por muitos anos, cientistas da South Ural State University têm trabalhado na criação de baterias solares orgânicas, material sensível à luz. Essas baterias não são tóxicas e proporcionariam grandes vantagens na engenharia de energia alternativa do futuro.

Usualmente, as baterias solares são concebidas como painéis de conversores fotovoltaicos (fotoelementos). Pesquisadores do REC de Nanotecnologia e da Faculdade de Química do Instituto de Ciências Naturais e Matemática do SUSU estão trabalhando na criação de novos materiais para fotovoltaicos orgânicos.

"Nos últimos 10 anos, a energia fotovoltaica tornou-se o ramo de desenvolvimento mais rápido da engenharia de energia alternativa. O ganho anual de capacidade fotovoltaica instalada no período de 2000 a 2013, inclusive, foi de 40 por cento. Por exemplo, A Alemanha não é o país mais ensolarado, mas possui a maior capacidade fotovoltaica. E hoje, a tecnologia fotovoltaica fornece eletricidade a 17 milhões de pessoas, "observa o pesquisador da Nanotecnologia REC, Oleg Bolshakov.

Devido às inovações de cientistas de todo o mundo, os preços das baterias solares estão diminuindo rapidamente. Portanto, as fontes de energia renováveis ​​estão substituindo rapidamente os transportadores de energia tradicionais. Em sistemas fotovoltaicos, a conversão da energia solar em elétrica é realizada em conversores fotovoltaicos (conversores fotovoltaicos). Dependendo do material, estrutura e método de produção, normalmente distinguem-se três gerações de conversores fotovoltaicos:"Os elementos fotovoltaicos da primeira geração são considerados como tecnologia madura que domina o mercado. São representados por dois tipos:silício monocristalino e policristalino. A segunda geração, a chamada película fina (geração), coloca uma posição inferior no mercado, embora demonstre maior taxa de ganho (capacidade), "explica Oleg Bolshakov.

A terceira geração oferece uma variedade imensamente maior de soluções de tecnologia baseadas em novos materiais, instrumentação e conceitos de conversão de luz em eletricidade. Essa variedade significa uma dinâmica mais ampla de medições de engenharia em energia fotovoltaica, qual é a principal vantagem competitiva. As baterias solares de terceira geração provavelmente darão início a tecnologias inovadoras.

Calcogenetos para baterias solares perfeitas

Os conversores fotovoltaicos de terceira geração diminuirão ainda mais o custo dos conversores fotovoltaicos, evitando o uso de materiais caros e tóxicos em favor de polímeros e eletrólitos baratos e recicláveis.

"Uma das vantagens mais importantes das baterias de terceira geração é sua recuperação rápida em comparação com a primeira e a segunda gerações, "diz Oleg Igorevich." Por exemplo, de acordo com Energia e Ciência Ambiental Diário, o período de recuperação para conversores fotovoltaicos de terceira geração leva meses, enquanto a recuperação dos custos do consumidor nas primeiras duas gerações leva anos. Mas o problema é que as amostras existentes da terceira geração de energia fotovoltaica são as menos eficientes. Estamos planejando mudar suficientemente a situação atual do mercado e trazer a energia fotovoltaica orgânica para a linha de frente da eficiência, preservando suas vantagens - flexibilidade e baixo custo. "

Cientistas da South Ural State University estão planejando alcançar a eficiência aprimorada de conversores fotovoltaicos por meio de um método exclusivo de introdução de calcogenetos de ordem superior (enxofre, selênio), o que estreitará significativamente a largura da região excluída (quanto mais estreita for a região excluída, quanto maior é a possibilidade de os conversores fotovoltaicos gerarem energia sob o efeito da luz visível).

A equipe da Nanotecnologia REC tem muitos anos de experiência na área de conversão de heterociclos calcogênio-nitrogênio. Além disso, os cientistas pretendem aumentar a condutividade por meio da modificação da organização molecular usando métodos de síntese orgânica.
"Os processos fotocatalíticos são a identidade da marca da Nanotecnologia REC. Muita experiência foi acumulada na esfera da fotocatálise. Usando o método único de sintetizar fotocatalisadores feitos de peroxocomplexos de titânio, materiais que excedem maciçamente os análogos comerciais por sua eficiência foram obtidos. Portanto, planejamos aumentar a eficiência de 12 para 20 por cento. Este é realmente um avanço na engenharia de energia alternativa, e temos todo o necessário para atingir esse objetivo, "diz Aleksey Galushko.