Kuvittele auringonvalo, joka edelleen syöttää virtaa laitteille peräti kymmenen metriä aallonpinnan alapuolella. Se kuulostaa epätodennäköiseltä, mutta kiinalainen tutkijaryhmä on vienyt aurinkoteknologiaa syvemmälle kuin useimmat pitivät käytännöllisenä.
Upotettujen instrumenttien virransyöttö on pitkään ollut logistinen päänsärky. Paristot tyhjenevät. Kaapelit rajoittavat liikkumista. Laitteiden huolto kentällä on kallista ja aikaa vievää. Siksi tutkijat esittivät yksinkertaisen, sinnikkään kysymyksen: voivatko aurinkopaneelit toimia missä valo on himmeää ja meri arvaamaton?
Vastaus löytyi kokeista Etelä-Kiinanmeren rannikolta. Yunnanin yliopiston tutkijat laskivat paneeleja kymmenen metrin syvyyteen ja käyttivät niitä useiden litiumakkujen lataamiseen noin kahdessa tunnissa. Temppu ei ollut pelkästään tavanomaisten kennojen upottaminen; ryhmä rakensi uusia laitteita lyijyhalidi-perovskiiteista yhdistettynä polymeeriin nimeltä polyheksametyleeniguanidi-hydrokloridi, mikä paransi suorituskykyä ja kestävyyttä merivedessä.
Mistä tehoista puhumme? Kokeissa kennot tuottivat noin 1416 milliwattituntia kahdessa metrissä, 752 milliwattituntia kuudessa metrissä ja 324 milliwattituntia kymmenessä metrissä. Kokonaismuunnosaste laboratoriomittauksissa oli noin 35 prosenttia. Ei välttämättä riitä suuren työntövoiman tuottamiseen, mutta soveltuu erinomaisesti pieniin kameroihin, ympäristösensoreihin ja vähävirtaisiin viestintäjärjestelmiin lähellä pintaa.
Merkittävää tässä on mittakaava ja kestävyys. Aiempi vedenalainen aurinkosähkötutkimus rajoittui pääosin parin metrin syvyyteen, mikä ei ole moniin kenttäkohteisiin kovin käyttökelpoinen. Yunnanin ryhmän mukaan heidän paneelinsa voivat toimia vedessä yli viisi vuotta ilman vaihtoa, mikä avaa mahdollisuuden pitkäkestoisiin, huoltovapaisiin asemiin merenpohjassa tai poijuihin kytketyillä alustoilla.
On kuitenkin varauksia. Meren kasvusto, limasta levään ja kiinnittyviin äyriäisiin, voi peittää optiset pinnat ja heikentää energian talteenottoa. Kuinka nämä perovskiittipohjaiset kennot kestävät todellisen meriveden kemiaa, myrskyjä ja biologista peittymistä vaatii pitkiä kenttätutkimuksia. Tarvitaanko puhdistusmenetelmiä tai biofoulingia ehkäiseviä pinnoitteita? Todennäköisesti niin.
Toistaiseksi työ viittaa erilaiseen malliin meren seurannassa: hajautetut, autonomiset sensorit, joita ruokkii veden läpi suodattunut auringonvalo. Tutkimus on julkaistu Cell-lehdessä, ja se herättää käytännöllisen ja optimistisen kysymyksen: jos aurinkoteknologia kestää kymmenen metrin meriveden, kuinka monta merellä olevaa tietoaukkoa voisimme lopulta täyttää?
"Olen tutkijatohtori fysiikan alalta ja haluan tuoda tieteen saavutukset kaikkien ulottuville. Genomissa kirjoitan selkeästi uusista keksinnöistä ja tutkimuksista."
Keskustelu
Jätä kommentti
Kommentit
Ei vielä kommentteja. Ole ensimmäinen.