Капсаицин горького перца повышает эффективность ячеек перовскитных солнечных батарей

Помогут ли биоматериалы массовому внедрению перовскитовых фотоэлементов солнечных панелей?

Капсаицин горького перца повышает эффективность ячеек перовскитных солнечных батарей
Перовскитные ячейки солнечных батарей (perovskite solar cells)

Почему перовскит важен для солнечной энергетики?

Перовскит – чёрный или свинцово-серый минерал, титанат кальция CaTiO3, часто с примесью оксидов редкоземельных металлов до 10%, открыт в 1839 г. Густавом Розе на Среднем Урале. Известен как полупроводник в конденсаторах, исследуется как фотоэлемент солнечных батарей.

Капсаицин горького перца повышает эффективность ячеек перовскитных солнечных батарей
Перовскит (perovskite)

Материал имеет превосходные фотоэлектрические свойства в широком диапазоне волн, но растворим в воде, перовскитные ячейки пока проблематичны в обработке. Преимущества:

  • Солнечные батареи на базе кремния стоят на 2021 год в среднем 70 центов за 1 Вт, а на основе перовскита могут подешеветь до 10-15 центов.
  • Перовскитные  батареи можно создавать в виде тонких и гибких небьющихся и даже полупрозрачных плёнок, что позволяет пересмотреть концепцию использования солнечных панелей, использовать двуслойные конструкции с кремниевой подложкой
  • Эффективность перовскитных батарей достигает рекордных 29,15%

Что такое капсаицин?

Капсаицин – химическое вещество, содержащееся в жгучем красном перце, обуславливающее его жгучесть; принадлежит к группе 6 веществ капсаициноидов: капсаицин, дигидрокапсаицин, нордигидрокапсаицин, гомокапсаицин, гомодигидрокапсаицин и нонивамид. Растворим в спирте, растительных маслах, в воде растворим при температуре от 52°C.

Капсаицин горького перца повышает эффективность ячеек перовскитных солнечных батарей

Капсаицин (capsaicin)

Капсаицин активирует работу митохондрий – биологических органоидов, ответственных за энергетику живой клетки.

Потребление капсаицина мышами в дозировке 0,01% с пищей в течение четырёх месяцев, без сопутствующих силовых упражнений, вызвало повышение массы мышечных волокон первого типа, то есть красных волокон с низкой утомляемостью, характерных для тяжелоатлетов.

При попытках лечения капсаицином раковых опухолей обнаружен резкий приток ионов кальция Ca2+ в митохондрии, благодаря чему удавалось путём перегрева убить раковые клетки.

Капсаицин концентрируется не в семенах, как многие считают, а в растительной плаценте – белесых волокнах мякоти перца, удерживающих семена. На пике созревания урожая, особенно в сухую жаркую погоду, в стручке даже усохшего куста вырабатывается максимум капсаицина, стимулирующего приток питательных веществ в семена и их энергообмен со стручком. Перезревший перец «стареет», и капсаицин перемещается из плаценты в другие части растения.

Как видим, идея объединения перовскита и капсаицина родилась не на пустом месте – очевидно оба вещества способны участвовать в энергообмене с использованием ионов кальция Ca2+.

Британский стартап: в 2022 г. внедрить перовскитовые солнечные элементы с капсаицином

Публикация по теме: СТИВЕН ДЖОНСОН, 18 января 2021 г

Перовскитные солнечные элементы – новый тип солнечной энергетики, которая более эффективна, чем современные фотоэлектрические технологии, но всё ещё на стадии освоения из-за проблем, связанных со стоимостью и стабильностью.

В недавнем исследовании ученые обработали перовскитовые солнечные элементы небольшим количеством капсаицина, обнаружив, что соединение улучшает стабильность и эффективность.

В 2022 году британский стартап планирует впервые вывести на рынок перовскитовые солнечные батареи.

Новое исследование показало, что обработка перовскитовых солнечных элементов капсаицином, — органическим соединением, придающим перцу жгучести, — делает их более эффективными.

Исследование, опубликованное в журнале Joule, повышает жизнеспособность перовскитных солнечных элементов, — нового типа солнечной технологии, обещающей повышение эффективности  и масштабируемости относительно современных фотоэлектрических технологий.

В ходе исследования группа ученых из Китая и Швеции добавила небольшое количество капсаицина (1% по весу) к химическому предшественнику, используемому для изготовления перовскитных солнечных элементов. Затем команда измерила, насколько эффективно обработанные капсаицином ячейки преобразуют ультрафиолетовый и видимый свет в электричество по сравнению с необработанными перовскитовыми солнечными элементами.

Результаты показали, что обработанные ячейки показали фотоэлектрическую эффективность 21,88%, что выше показателя необработанных ячеек 19,1%. Обработанные ячейки оказались и более стабильными, сохраняя 90% своей изначальной эффективности после 800 часов хранения на открытом воздухе. Это важно, учитывая, что одной из главных причин, препятствующих перовскитовым солнечным элементам стать экономически жизнеспособными, является их тенденция к относительно быстрому разложению в окружающей среде.

Автор Solko 33 Articles
Пишу на совесть, понемногу, о чём-нибудь и как-нибудь ;) Нашёл что надо? Слава богу! Дать ссылку только не забудь.

Оставьте первый комментарий

Оставить комментарий

Ваш электронный адрес не будет опубликован.


*