ほとんどのソーラーパネルは固体であるため、セルへの空気の侵入が妨げられ、内部でバッテリーが機能しにくくなります。 OSU の研究者らは、空気がバッテリーに到達できるようにするメッシュのソーラー パネルを作成しました。 バッテリー内に空気が入ると、電子がソーラーパネルからバッテリーの電極に移動します。 光と酸素がデバイスに入り、バッテリーを充電する化学反応を促進します。
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メッシュソーラーパネルはチタンガーゼでできており、二酸化チタンの垂直ロッドに沿って成長します。 ロッドが太陽光を捉え、ガーゼが空気の流れを可能にします。 太陽電池は、4 つの電極ではなく 3 つの電極を使用してバッテリーに接続されます。 メッシュソーラーパネルは一方の電極で、多孔質カーボンの薄いシートが第二の電極を形成し、リチウムプレートが第三の電極になります。 各電極間には電解質の層が埋め込まれており、電子が通過する経路が与えられます。
太陽電池は太陽エネルギーを利用するために 3 つのステップを経ます。まず、光がソーラー パネルに触れて電子を生成します。 次に、バッテリー内で電子が過酸化リチウムの化学分解を助け、リチウムイオンと酸素を生成します。 最後に、酸素が空気に加わり、電子が捕獲されると、バッテリーはリチウムイオンをリチウム金属として貯蔵します。
バッテリーが放電するたびに、バッテリーは酸素を取り込んでより多くの過酸化リチウムを生成し、このプロセスが継続します。 研究者らは、従来のソーラーパネルでは80％の電子が捕捉されるのに対し、ほぼ100％の電子が捕捉されることを発見した。 効率の向上により、新しいソーラーパネルとバッテリーのハイブリッドは購入者にとってより魅力的なものになるはずです。 新しいパネルは製造コストも大幅に安くなります。 このプロジェクトを支援する科学者の一人、オハイオ州立大学の化学および生化学教授、イーイン・ウー氏は、コストが 25% 削減されたと述べています。
「最新技術は、ソーラーパネルを使用して光を捉え、安価なバッテリーを使用してエネルギーを蓄えることです」とウー氏は語った。 「私たちは両方の機能を 1 つのデバイスに統合しました。 それができればいつでもコストを削減できます。」
米国エネルギー省はこの研究プロジェクトに資金を提供しており、メーカーはこの技術をソーラーパネル業界にライセンス供与する予定だと述べている。 新しい太陽電池は近いうちに家庭や企業に導入される可能性がある。
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