Ez az első alkalom, hogy a tudósok sikeresen kombinálták a napenergia begyűjtését és a hosszú távú energiatárolást egyetlen molekuláris keretben.

A napelem egy rendkívül porózus, kétdimenziós, kovalens szerves vázszerkezeten (COF) alapul. Működésében a víz játszik döntő szerepet, mivel a vízmolekulák kölcsönhatásba lépnek a COF-al, és egy energetikai gátat képeznek. Ez megakadályozza a töltések rekombinációját, és lehetővé teszi az energia megőrzését. A tesztek során 38 mAh/g (milliamperóra/gramm) töltéstárolási kapacitást mutatott ki, és ezzel felülmúlta az olyan fényre reagáló anyagokat, mint a szén-nitridek, a polimer félvezetők és a fém-szerves vázszerkezetek.

További tesztek megerősítették az anyag kiváló ciklikus stabilitását: többszöri töltési és kisütési ciklusok után is megtartotta kapacitásának több mint 90 százalékát, ami a napelemek hosszú távú energiatárolását vetíti előre. Ráadásul a tárolt töltések nem csak megőrződnek, hanem aktívan le is tölthetők külső eszközök táplálására, ami megerősíti az anyag valós energiatároló képességét.

A kutatók reményei szerint az eszköz jól méretezhető, így a közeljövőben az ipari felhasználás kifejlesztésére koncentrálnak.

Forrás: Interesting Engineering / TUM

A borítókép illusztráció, forrás: Adobe Stock