Naučnici sa Kalifornijskog univerziteta, Los Anđelesa (UCLA) i Solargiga Energy u Kini otkrili su da kofein može pomoći da se obećavajuća alternativa tradicionalnim solarnim ćelijama učini efikasnijom u pretvaranju svijetlosti u električnu energiju. Njihovo istraživanje, objavljeno 25. aprila u časopisu Joule, može omogućiti da ova ekonomična tehnologija obnovljive energije bude konkurentna na tržištu sa silicijumskim solarnim ćelijama.

Ideja je počela kao šala preko jutarnje kafe. “Jednog dana, dok smo razgovarali o perovskitskim solarnim ćelijama, naš kolega Rui Vang je rekao:” Ako nam treba kafa da bismo pojačali našu energiju, šta je onda sa perovskitima? Da li bi im trebala kafa da bi bolje funkcionisala? “, Prisjeća se Jingjing Ksue, kandidat za doktorat u istraživačkoj grupi profesora Iang Ianga na Odseku za nauku o materijalima i inženjerstvo na UCLA. Navedeni komentar naveo je tim da se prisjeti da je kofein u kavi alkaloidno jedinjenje koje sadrži molekularne strukture koje mogu da stupaju u interakciju sa prekursorima perovskit materijala – jedinjenja sa određenom kristalnom strukturom koja formira sloj za sakupljanje svijetlosti u klasi solarnih ćelija . Prethodni pokušaji da se poboljša termička stabilnost ovih solarnih ćelija uključili su poboljšanje sloja perovskita uvođenjem jedinjenja kao što je dimetil sulfoksid, ali istraživači su se borili da poboljšaju efikasnost ćelija i dugoročnu stabilnost. Niko nije pokušao sa kofeinom.

Shvativši da su možda na tragu nečemu, tim je odložio svoju kafu i počeo dalje da istražuje. Dodali su kofein u perovskitni sloj četrdeset solarnih ćelija i koristili infracrvenu spektroskopiju (koja koristi infracrveno zračenje za identifikaciju hemijskih jedinjenja) kako bi utvrdili da je kofein uspešno vezan za materijal. Sprovodeći dalje infracrvene spektroskopske testove, primjetili su da karbonilne grupe (ugljenikov atom dvostruko vezan za kiseonik) u kofeinu interaguju sa jonima olova u sloju da bi stvorili “molekularnu bravu”. Ova interakcija povećala je minimalnu količinu energije potrebne za reakciju perovskit filma, povećavajući efikasnost solarnih ćelija sa 17% na preko 20%. Molekularna brava je nastavila da se javlja kada se materijal zagrijavao, što je moglo da spriječi toplotu da razbije sloj.

“Bili smo iznenađeni rezultatima”, kaže Vang, koji je takođe kandidat za doktorat u Iang-ovoj istraživačkoj grupi na UCLA. “Tokom našeg prvog pokušaja inkorporacije kofeina, naše perovskit solarne ćelije već su dostigle skoro najveću efikasnost koju smo postigli u radu.”

Iako se čini da kofein značajno poboljšava performanse ćelija koje koriste perovskit da apsorbuju sunčevu svetlost, istraživači ne misle da će to biti korisno za druge tipove solarnih ćelija. Jedinstvena molekularna struktura kofeina dopušta joj samo interakciju sa perovskitnim prekursorima, što ovoj solarne ćelije može dati prednost na tržištu. Perovskit solarne ćelije već imaju prednost što su jeftinije i fleksibilnije od svojih silikonskih kopija. Vang vjeruje da kofein može olakšati proizvodnju velikih perovskitnih solarnih ćelija.

“Kofein može pomoći perovskitu da postigne visoku kristaličnost, niske defekte i dobru stabilnost”, kaže on. “To znači da potencijalno može igrati ulogu u proizvodnji perovskitnih solarnih ćelija.”

Kako bi nastavili da poboljšavaju efikasnost i stabilnost solarnih ćelija, tim planira da dalje istraži hemijsku strukturu perovskit materijala ugrađenog u kofein i da identifikuje najbolje zaštitne materijale za perovskite.

https://naucnenovosti.me/wp-content/uploads/2019/05/coffee-cup-2317201_960_720.jpghttps://naucnenovosti.me/wp-content/uploads/2019/05/coffee-cup-2317201_960_720-150x150.jpgadminTehnologijaenergija,kafa,Kofein,kristalna struktura,perovskit,Solarne ćelijeNaučnici sa Kalifornijskog univerziteta, Los Anđelesa (UCLA) i Solargiga Energy u Kini otkrili su da kofein može pomoći da se obećavajuća alternativa tradicionalnim solarnim ćelijama učini efikasnijom u pretvaranju svijetlosti u električnu energiju. Njihovo istraživanje, objavljeno 25. aprila u časopisu Joule, može omogućiti da ova ekonomična tehnologija obnovljive energije...Naučne Novosti