Investigadores indios desarrollan una batería de iones de litio que se puede recargar con energía solar


Pero este relé de energía de un componente al otro, es decir, de la célula fotovoltaica a la batería, provoca pérdidas de energía. Para abordar este problema, el equipo de TIFR dirigido por Amar Kumar comenzó a explorar el uso de componentes fotosensibles dentro de las propias baterías.

Al mismo tiempo, el grupo decidió que era necesario abordar algunos de los errores más comunes de las baterías solares, a saber, su capacidad reducida para aprovechar suficiente energía solar a medida que pasa el tiempo; su uso de electrolitos orgánicos, que pueden corroer el componente orgánico fotosensible dentro de una batería, y la formación de productos secundarios que dificultan el desempeño sostenido de una batería a largo plazo.

Kumar y sus colegas comenzaron a explorar nuevos materiales fotosensibles que también pueden incorporar litio y construir una batería solar que sea a prueba de fugas y funcione de manera eficiente en condiciones ambientales.

Investigadores indios desarrollan una batería de iones de litio que se puede recargar directamente con energía solar
Esquema del proceso de carga de la batería solar y foto de la batería cargándose con un LED verde de baja potencia. (Imagen de Amar Kumar y TN Narayanan, cortesía de TIFR).

En un papel publicado en la revista Nano-Micro Pequeño, el equipo explica que las baterías solares que tienen dos electrodos generalmente incluyen un tinte fotosensible en uno de los electrodos mezclado físicamente con un componente estabilizador que ayuda a impulsar el flujo de electrones a través de la batería.

Pero un electrodo, que es una mezcla física de dos materiales, tiene limitaciones en el uso óptimo de la superficie del electrodo. Para evitar esto, los investigadores crearon una heteroestructura de disulfuro de molibdeno fotosensible MoS2 y óxido de molibdeno MoOx para funcionar como un solo electrodo.

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Al ser una heteroestructura en la que el MoS2 y el MoOx se han fusionado mediante una técnica de deposición de vapor químico, este electrodo permite una mayor superficie para absorber la energía solar. Por lo tanto, cuando los rayos de luz inciden en el electrodo, el MoS2 fotosensible genera electrones y simultáneamente crea vacíos llamados huecos. MoOx mantiene los electrones y los huecos separados y transfiere los electrones al circuito de la batería.

Los científicos descubrieron que esta batería solar, que se ensambló desde cero, funciona bien cuando se expone a la luz solar simulada.

Tras estos hallazgos, Kumar y sus coautores comenzaron a trabajar para descubrir el mecanismo por el cual MoS2 y MoOx funcionan en conjunto con ánodos de litio, lo que resulta en la generación de corriente.

“Si bien esta batería solar logra una mayor interacción del material fotosensible con la luz, aún está por lograr la generación de niveles óptimos de corriente para recargar completamente una batería de iones de litio”, dijeron en un comunicado de prensa.





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