Betri za pili, kama vile betri za ioni za lithiamu, zinahitaji kuchajiwa mara nishati iliyohifadhiwa inapotumika.Katika jitihada za kupunguza utegemezi wetu kwa nishati ya mafuta, wanasayansi wamekuwa wakitafuta njia endelevu za kuchaji betri za pili.Hivi majuzi, Amar Kumar (mwanafunzi aliyehitimu katika maabara ya TN Narayanan huko TIFR Hyderabad) na wenzake wamekusanya betri ya ioni ya lithiamu iliyo na vifaa vya kupiga picha ambavyo vinaweza kuchajiwa moja kwa moja na nishati ya jua.
Jitihada za awali za kuelekeza nishati ya jua kuchaji tena betri zilitumia seli na betri za photovoltaic kama huluki tofauti.Nishati ya jua hubadilishwa na seli za photovoltaic kuwa nishati ya umeme ambayo huhifadhiwa kama nishati ya kemikali katika betri.Nishati iliyohifadhiwa katika betri hizi hutumika kuwasha vifaa vya kielektroniki.Relay hii ya nishati kutoka kwa sehemu moja hadi nyingine, kwa mfano, kutoka kwa seli ya photovoltaic hadi betri, inaongoza kwa hasara fulani katika nishati.Ili kuzuia upotevu wa nishati, kulikuwa na mabadiliko kuelekea kuchunguza matumizi ya vipengee vinavyoweza kuhisi picha ndani ya betri yenyewe.Kumekuwa na maendeleo makubwa katika kuunganisha vipengee vya picha ndani ya betri na kusababisha uundaji wa betri nyingi zaidi za jua.
Ingawa imeboreshwa katika muundo, betri zilizopo za jua bado zina shida.Baadhi ya hasara hizi zinazohusiana na aina mbalimbali za betri za miale ya jua ni pamoja na: kupungua kwa uwezo wa kutumia nishati ya jua ya kutosha, matumizi ya elektroliti hai ambayo inaweza kuunguza sehemu ya kikaboni inayohisi mwanga ndani ya betri, na uundaji wa bidhaa za kando ambazo huzuia utendakazi endelevu wa betri katika muda mrefu.
Katika utafiti huu, Amar Kumar aliamua kuchunguza nyenzo mpya za kupiga picha ambazo zinaweza pia kujumuisha lithiamu na kuunda betri ya jua ambayo inaweza kuzuia kuvuja na kufanya kazi kwa ufanisi katika hali ya mazingira.Betri za miale ya jua ambazo huwa na elektrodi mbili kwa kawaida hujumuisha rangi ya kupiga picha katika mojawapo ya elektrodi iliyochanganywa kimwili na kijenzi cha kuleta utulivu ambacho husaidia kuendesha mtiririko wa elektroni kupitia betri.Electrode ambayo ni mchanganyiko wa kimwili wa nyenzo mbili ina vikwazo juu ya matumizi bora ya eneo la uso wa electrode.Ili kuepusha hili, watafiti kutoka kundi la TN Narayanan waliunda muundo tofauti wa MoS2 (molybdenum disulfide) na MoOx (molybdenum oxide) ili kufanya kazi kama elektrodi moja.Kwa kuwa ni muundo tofauti ambapo MoS2 na MoOx zimeunganishwa pamoja kwa mbinu ya uwekaji wa mvuke wa kemikali, elektrodi hii inaruhusu eneo zaidi la uso kuchukua nishati ya jua.Miale ya nuru inapogonga elektrodi, MoS2 ya kupiga picha huzalisha elektroni na wakati huo huo kuunda nafasi zinazoitwa mashimo.MoOx huweka elektroni na mashimo kando, na kuhamisha elektroni kwenye mzunguko wa betri.
Betri hii ya miale ya jua, ambayo iliunganishwa kabisa tangu mwanzo, iligundulika kufanya kazi vizuri inapokabiliwa na simulizi la mwanga wa jua.Muundo wa elektrodi ya muundo wa hetero unaotumiwa katika betri hii umechunguzwa kwa kina na hadubini ya elektroni ya upitishaji pia.Waandishi wa utafiti kwa sasa wanafanya kazi ili kuvumbua utaratibu ambao MoS2 na MoOx hufanya kazi sanjari na anodi ya lithiamu kusababisha uzalishaji wa sasa.Ingawa betri hii ya jua inapata mwingiliano wa juu wa nyenzo zinazoweza kuguswa na mwanga na mwanga, bado haijafikia uzalishaji wa viwango bora vya sasa ili kuchaji betri ya ioni ya lithiamu.Kwa lengo hili akilini, maabara ya TN Narayanan inachunguza jinsi elektroni za muundo wa hetero zinavyoweza kuweka njia ya kushughulikia changamoto za betri za sasa za jua.
Muda wa kutuma: Mei-11-2022