Вместо традиционных солнечных панелей ученые разработали ультралегкую и гибкую пленку, которую можно приклеить практически к любой поверхности.

Исследователи из Шеффилдского университета совместно с британской компанией Power Roll представили новую конструкцию солнечных элементов, которая исключает использование дорогих и редкоземельных материалов. Об этом говорится на официальном сайте Шеффилдского университета.

Обычные солнечные батареи состоят из нескольких слоев, уложенных в строгом порядке, образуя сэндвич-структуру. Однако новая технология использует принципиально иную схему: все электрические контакты размещены на задней стороне солнечного элемента, что упрощает процесс производства и снижает его стоимость.

Эти солнечные ячейки создаются путем тиснения мельчайших канавок в пластиковой пленке, которые затем заполняются перовскитным материалом. Такой метод не только исключает потребность в редких и дорогостоящих элементах, таких как индий, но и делает процесс изготовления более экономичным и экологичным.

Благодаря инновационной технологии появилась возможность выпускать легкие и гибкие солнечные пленки, которые можно применять не только на крышах, но и на любых других поверхностях, не рассчитанных на значительную нагрузку. Низкая стоимость этих панелей может существенно ускорить внедрение солнечной энергетики, особенно в развивающихся странах.

Профессор Дэвид Лидзей из Школы математических и физических наук Шеффилдского университета отмечает, что главное преимущество новой технологии — это возможность крепить панели практически в любом месте. В Великобритании, например, установка стандартных солнечных батарей требует особого подхода, поскольку многие крыши не рассчитаны на их вес. С легкими солнечными пленками эта проблема исчезает: их можно просто приклеить на любую подходящую поверхность.

Для анализа структуры и характеристик новых солнечных элементов ученые использовали нанозондовый микроскоп с жестким рентгеновским излучением в Diamond Light Source (Оксфордшир). Полученные детальные изображения помогли выявить потенциальные недостатки конструкции, такие как пустоты, дефекты и границы между мельчайшими кристаллами в полупроводниковом материале.

Источник:  Шеффилдский университет

Новый аккумулятор, созданный на основе целлюлозы, способен функционировать в широком диапазоне температур — от -15°C до 80°C — и разлагается в почве всего за шесть недель.

Сингапурский стартап Flint представил инновационные перезаряжаемые батареи, которые, по словам разработчиков, не перегреваются и полностью биоразлагаемы. Как сообщает портал CNET, эти аккумуляторы могут стать экологически чистой альтернативой литий-ионным батареям, производство которых сопровождается значительными выбросами углерода, утечками токсичных веществ и истощением водоемов.

В отличие от традиционных аккумуляторов, «бумажные» батареи Flint лишены таких недостатков. Они имеют ту же базовую структуру, что и литий-ионные батареи, но ключевым элементом в них является целлюлоза. Этот материал выполняет роль естественной среды для переноса ионов между анодом и катодом, обеспечивая необходимый для работы аккумулятора химический обмен.

Один из основателей компании Flint, Карло Чарльз, отметил, что для производства новых батарей не требуются редкоземельные, токсичные или дефицитные материалы. По его словам, цепочка поставок сырья для их создания является «очень обильной».

Одним из главных преимуществ «бумажных» батарей является их способность быстро разлагаться. В отличие от обычных аккумуляторов, утилизация которых представляет сложную экологическую проблему, батареи Flint биоразлагаются за шесть недель. Разработчики уже тестируют их компостирование: сотрудники стартапа в офисе в Сингапуре используют переработанные батареи в качестве удобрений для растений.

Ожидается, что в будущем «бумажные» батареи смогут заменить литий-ионные аналоги в таких устройствах, как умные часы, смартфоны и другая электроника. На данный момент компания сосредоточена на создании аккумуляторов небольшого размера для портативных гаджетов.

Карло Чарльз также подчеркнул, что технология Flint имеет потенциал для дальнейшего развития. В частности, он рассматривает возможность создания гибких аккумуляторов, которые можно было бы интегрировать в складные смартфоны.

По информации TechCrunch, аккумулятор Flint состоит всего из трех основных компонентов: анода на основе цинка, катода на основе марганца и бумажного сепаратора. В процессе производства компания покрывает целлюлозную бумагу, анод и катод специальным гидрогелем, а затем подвергает их термической обработке в вакуумной печи. В результате получается прочная армированная гидрогелем целлюлозная структура.

Разработчики объясняют, что выбор в пользу цинка и марганца вместо лития, кобальта и никеля обусловлен их высокой распространенностью, что делает производство более дешевым. Кроме того, такие батареи безопаснее литиевых.

Как утверждает Карло Чарльз, аккумуляторы Flint могут продолжать работать даже после физического повреждения, не перегреваясь и не взрываясь, в отличие от литий-ионных батарей.

Еще одним важным преимуществом новых батарей является их способность работать в экстремальных условиях. В отличие от традиционных литиевых аккумуляторов, функционирующих в температурном диапазоне от 15°C до 35°C, батареи Flint сохраняют работоспособность при температурах от -15°C до 80°C.

Хотя «бумажные» батареи уже соответствуют литий-ионным аналогам по напряжению и току, их энергетическая плотность пока составляет около 60–70% от показателей традиционных аккумуляторов. Кроме того, стартапу предстоит улучшить жизненный цикл своих батарей, прежде чем они смогут выйти на массовый рынок.

Несмотря на эти вызовы, Карло Чарльз уверен, что переход на новую технологию будет простым для производителей и поставщиков. Он подчеркивает, что батареи Flint можно легко использовать вместо литий-ионных, не требуя значительных изменений в производственных процессах.

Источник: CNET

Новое передовое исследование дает наиболее полное представление о сокращении ледников за последние 25 лет.

Ученые в последние годы постоянно предупреждают об угрозе климатического кризиса, который навис над планетой. Уже сейчас мир сталкивается с рекордными волнами жары и засухами, а в будущем нас ожидает катастрофическая потеря морского льда, что неизбежно приведет к повышению уровня мирового океана. Научный портал Live Science сообщает о свежем исследовании, которое впервые представляет глобальную и последовательную картину сокращения ледников за последние четверть века. Выводы ученых поражают: с 2000 года ледники по всему миру утратили 5% своего объема.

Эта работа была проведена учеными из Французского национального центра научных исследований в сотрудничестве с десятком других научных институтов. Исследование показало, что ледники Земли ежегодно теряли в среднем 300 миллиардов тонн льда в период с 2000 по 2023 год. Это означает, что за 23 года объем мировых ледников уменьшился на 5%. Для наглядного сравнения: в секунду тает или откалывается от ледников объем льда, равный трем олимпийским бассейнам.

Как отмечает ведущий автор исследования, профессор Цюрихского университета и директор Всемирной службы мониторинга ледников Майкл Земп, столь стремительное сокращение ледников является прямым следствием глобального потепления, вызванного резким увеличением выбросов парниковых газов. Ученые ожидали, что ледники будут таять, но масштабы потерь оказались шокирующими даже для них. Особенно серьезные изменения зафиксированы в Альпах и Пиренеях Европы, где ледники потеряли 40% своего объема. В европейских Альпах особенно тревожна скорость изменений — 10% льда исчезло всего за два года.

Чтобы провести исследование, ученые использовали спутниковые данные и наземные измерения ледников в разных регионах мира. В исследование не вошли ледяные щиты Гренландии и Антарктиды, так как они слишком массивны и их реакция на климатические изменения запаздывает. В ходе анализа ученые собрали и обработали сотни наборов данных, связанных с ледниками, превратив их в временные ряды, которые позволили определить глобальные тенденции изменения ледникового покрова.

Результаты исследования показывают значительные различия в темпах таяния ледников в разных регионах. Например, ледники в Альпах и Пиренеях сокращаются наиболее стремительно относительно своего первоначального размера, тогда как ледники на субантарктических островах потеряли лишь 2% объема.

Еще один тревожный вывод ученых — скорость потери льда растет. Вторая половина исследуемого периода (2012–2023 годы) показала 36%-ное увеличение ежегодных потерь льда по сравнению с первой половиной (2000–2011 годы). Это указывает на ускоряющуюся динамику таяния ледников.

По оценкам ученых, в 2000 году, за исключением ледяных щитов Гренландии и Антарктиды, мировые ледники содержали примерно 134 182 миллиарда тонн льда. К 2023 году этот показатель снизился до 126 971 миллиарда тонн. Эти потери привели к повышению уровня мирового океана на 18 миллиметров.

Однако повышение уровня моря — не единственная угроза, связанная с таянием ледников. Инес Дюссайян Леманн, научный сотрудник и гляциолог из Цюрихского университета, подчеркивает, что ледники являются важным источником пресной воды. Особенно это касается регионов Центральной Азии и Центральных Анд, где местные сообщества зависят от ледникового питания. Уменьшение ледников может серьезно угрожать водной безопасности в этих областях, создавая дополнительные вызовы для населения и экосистем.

Источник: Live Science