Швейцарский ученый Михаэль Гретцель создал гибкие солнечные ячейки, которые являются настоящей инновацией в технологии солнечной энергетики. Но можно ли попробовать создать нечто подобное с помощью химии?
Солнечные ячейки будущего
Для начала нужно немного разобраться, как работают солнечные ячейки Гретцеля. В них применяется принцип, который очень похож на органический фотосинтез. Молекулы органического красителя поглощают кванты света. В итоге начинается окислительно-восстановительная реакция, происходящая посредством облучения солнечным светом. Такой тип технологии является отличной альтернативой кремниевым батареям. В таких гибких ячейках ученый применил иодид-иона, от которого получается электрон и впоследствии он преобразуется в молекулу йода. Эта технология в будущем станет очень востребованной. Ученый за свою разработку даже получил премию «Технологии тысячелетия».
Солнечные ячейки Гретцеля работают по принципу фотосинтеза
Автор ролика попробует самостоятельно создать такую ячейку из зубной пасты, йода и сока черешни. Для эксперимента нужен диоксид титана, его можно купить либо вывести из обычной зубной пасты. Не секрет, что производители добавляют это веществу в пасту для более белого оттенка. Автор отделяет нужное ему вещество из пасты с помощью промывания в 10% растворе щелочи.
Еще нужно токопроводящее стекло, оно тоже есть в составе солнечных ячеек. Паста с диоксидом титана здесь будет в качестве полупроводника. Она наносится на кусочки такого стекла. Теперь эти пластины нужно нагреть до 450 градусов.
На готовые пластинки нужно нанести натуральный краситель. Автор решил взять для этой цели сок черешни и малины, ведь в нем есть природный краситель антоциан – как раз то, что нужно! Когда на краситель попадает свет, из нее начинает выбираться электрон, он проходит по слою диоксид титана и оставляет на своем месте небольшую пустоту. Ее заполняет электрон иодид-иона. Он окисляется до трииодид иона и переходит через слой углерода на второй ячейке, восстанавливаясь.
Заработает ли самодельная солнечная ячейка
Теперь очередь второй пластины, которая будет выполнять роль анода в солнечной ячейке. На нее наносится тонкий слой графита — катализатора реакции. В итоге стекло становится черным, теперь их нужно соединить с первым стеклом и зажать прищепками. Но и это еще не все, ведь ячейка должна заработать. Сюда необходимо добавить электролит, в котором есть трииодид-ионы. Автор взял настойку йода, нанес на стекло. И такая батарейка начала выдавать напряжение, причем даже в темноте. Но ведь нужно сделать солнечную, а при попадании на ячейку солнца напряжение, наоборот, уменьшалось.
Ячейка из пасты и йода работает
По мнению автора, все дело в спирте йодной настойки, из-за которого поменялись полярности ячейки. Когда спирт выветрился, все заработало. При освещении ячейки фонариком ее напряжение начало расти. В итоге одна такая ячейка выдавала напряжение в 60 милливольт. Конечно, такие показатели крайне малы по сравнению с настоящими ячейками Гретцеля, но зато они сделаны из подручных средств своими руками. Работала такая вот ячейка 12 часов, что вполне долго для нее.
