تا حالا فکر کردی چقدر وسایل تو خونه‌مون هست که هی باتری تموم می‌کنن و باید عوضشون کنیم؟ مثلاً کیبورد، سنسور، آلارم یا هر چیزی که باطری می‌خواد. حالا دانشمندا یه تکنولوژی خیلی خفن درست کردن که ممکنه بزودی همه اینا بدون باتری کار کنن، اونم فقط با نور داخل خونه!
ماجرا اینه: یه گروه پژوهشگر سراغ سلول‌های خورشیدی رفتن که حتی با نورای کم و محیط بسته هم می‌تونن برق تولید کنن. یعنی لازم نیست فقط زیر نور آفتاب قوی باشن. این تکنولوژی رو تو ژورنال “Advanced Functional Materials” منتشر کردن و کلی هم سر و صدا کرده.
راز اصلی ماجرا یه ماده به اسم “پروسکایت”ه. پروسکایت یه جور ماده کریستالیه که مدتیه خیلی تو دنیای سلول‌های خورشیدی معروف شده، چون نسبت به پنل‌های سیلیکونی (همونایی که رو سقف می‌بینیم)، تو شرایطی که نور ضعیف‌تره خیلی بهتر جواب می‌ده. سیلیکون معمولاً با نور بیرون خوب کار می‌کنه ولی تو نور خونه، کاراییش میاد پایین. درحالی‌که پروسکایت دقیقاً برعکسه و با نور معمولی خونه هم کلی انرژی جمع می‌کنه.
دانشمندا تو تحقیقاتشون دیدن سلول‌های خورشیدی پروسکایتیشون تا شش برابر بیشتر از سلول‌های خورشیدی سیلیکونی انرژی می‌گیرن. یعنی اگه یه سلول سیلیکونی تو اتاق پنج واحد انرژی تولید کنه، این یکی سی تا می‌ده! فکر کن کیبورد خونت رو، یا سنسوری که بالای دره، دیگه هیچوقت به باتری نیاز نداشته باشه و با نوری که از لامپات جاریه شارژ شه.
آقای مجتبی عبدی جلبی (استاد دانشگاه UCL) که از نویسنده‌های این تحقیق بوده می‌گه: الان میلیاردها دستگاه مثل همین کیبورد و سنسور، مدام دارن باتری تموم می‌کنن و این اصلاً پایدار و محیط زیستی نیست. تازه هرچی اینترنت اشیا (Internet of Things یعنی همون دنیای هوشمند سازی وسایل خونه و وسایل دیگه) گسترش پیدا کنه، این عدد هم بیشتر می‌شه.
فعلاً سلول‌های خورشیدی که برای نور خونه ساخته می‌شن یا خیلی گرونن، یا کاراییشون بالا نیست. اما این سلول پروسکایتی جدید هم دوامش بهتره، هم ارزونتر درمیاد و هم راحت‌تر تولید می‌شه.
یه چالش که تو کار با پروسکایت وجود داشت، این بود که ساختار کریستالی اون بعضی وقتا “تله” یا “Trap” درست می‌کرد؛ منظور از تله یه جور نقص ریز تو ساختار ماده‌ست که باعث می‌شه الکترون‌ها گیر کنن و انرژی نتونه خوب عبور کنه. به‌مرور همین باعث افت کارایی و خراب شدن ماده هم می‌شه.
برای حل این مشکل، تیم تحقیقاتی اومد چند مدل مواد شیمیایی جدید به پروسکایت اضافه کرد. مثلاً Rubidium Chloride (کلرید روبیدیوم، یه جور نمک معدنی که باعث می‌شه کریستال‌های پروسکایت یکنواخت‌تر رشد کنن و تله‌ها کمتر بشن). علاوه بر اون از موادی به اسم DMOAI و PEACl هم استفاده کردن (جفتشون نمک آمونیوم هستن که باعث پایداری یون‌ها و جلوگیری از جدا شدنشون می‌شن). خلاصه با این فرمولاسیون حرفه‌ای، تونستن تله‌ها رو کم کنن و عمر سلول رو بالا ببرن.
وقتی این تله‌ها کم شد، سلول پروسکایتی با نور داخل خونه (تقریباً مثل یه دفتر کار پرنور در حد ۱۰۰۰ لوکس – لوکس واحد سنجش شدت نوره) تونست ۳۷.۶ درصد انرژی نور رو به برق تبدیل کنه که واقعاً عدد بالاییه.
از نظر دوام هم این سلول‌ها بعد از ۱۰۰ روز هنوز ۹۲ درصد کاراییشون رو نگه داشتن؛ در حالی که سلول‌هایی که این اصلاحات روشون انجام نشده بود، بعد ۱۰۰ روز اومده بودن رو ۷۶ درصد کارایی. یعنی دوام هم عالیه!
نکته جالب دیگه اینه که پروسکایت ارزون هم درمیاد. مواد اولیه‌ش زیاد و دم دست هستن و مثل چاپ روزنامه می‌شه این سلول‌ها رو درست کرد – خیلی راحت‌تر و سریع‌تر از تکنولوژی سیلیکون.
الان تیم پیگیر مذاکره با تولیدکننده‌هاست که ببینن می‌تونن این سلول‌ها رو تو مقیاس بزرگ وارد بازار کنن یا نه. اگه این پروژه بگیره، واقعاً یه انقلاب تو وسایل خونگی راه میفته و دیگه کمتر باطری می‌خریم!
خلاصه‌ی ماجرا: احتمالاً در آینده نزدیک، کیبوردها، سنسورها، یا خیلی از دستگاهای کوچیک تو خونه فقط با نوری که همین الان کنارت روشنه، کار می‌کنن و دیگه داستان همیشگی تموم شدن باتری و خریدنش تموم می‌شه. حالا به نظرت جالبه یا نه؟
منبع: +
