Старые аккумуляторы электромобилей запитают уличные фонари
Компания Nissan предложила использовать использованные аккумуляторы электромобилей Leaf для питания уличных фонарей. Днем они будут заряжаться от солнечных панелей, а ночью осветят улицу за счет энергии, накопленной в аккумуляторе, сообщается на сайте Nissan.
У электромобилей есть слабое место — аккумуляторы, подверженные деградации от большого количества циклов зарядки-разрядки. Многие электромобили. в том числе и Nissan Leaf, обладают небольшим запасом хода, а при уменьшении емкости аккумуляторов это показатель может упасть до неприемлемо низкого значения и автомобиля просто не будет хватать даже в городских условиях. Тем не менее, несмотря на недостаточность для использования в автомобилях, подобные батареи все еще находятся в работающем состоянии и могут пригодиться в других сферах, но, как правило, их просто утилизируют.
Nissan предложила не просто утилизировать устаревшие аккумуляторы, а давать им вторую жизнь в новых устройствах. Инженеры компании разработали фонарные столбы, которые не нужно подключать к сети — в их основе лежат использованные аккумуляторы электромобилей Nissan Leaf первого поколения. Фонарь установлен на столбе высотой более трех метров, в его нижней части находится отсек для двух аккумуляторных блоков, а сверху располагается массив светодиодов, а также солнечная панель.
Предполагается, что днем солнечная панель зарядит аккумуляторы, которые ночью будут питать массив светодиодов. Компания начала тесты фонарей в японском городе Намиэ, заброшенном после аварии на АЭС Фукусима в 2011 году.
Помимо использования в уличных фонарях компания предложила использовать аккумуляторы и для других целей. Например, ими можно оборудовать детские игровые площадки, которые будут вырабатывать энергию от движения детей, мобильные тележки для зарядки смартфонов, а также создавать батареи для питания целых зданий.
Стоит отметить, что в 2016 году Nissan уже представляла проект по использованию старых аккумуляторов электромобилей в домашней системе хранения электроэнергии. Также аналогичные системы, правда, с новыми аккумуляторами, есть и у других автопроизводителей, к примеру, Tesla и Mercedes-Benz.
Григорий Копиев
Материаловеды выяснили, как соли муравьиной кислоты улучшают эффективность и стабильность солнечных элементов. Оказалось, ионы формиата заполняют вакансии иода на границе перовскитных кристаллов, а также замедляют скорость кристаллизации перовскита, поэтому вместо множества мелких кристаллитов формируются один крупный. Полученные солнечные элементы продемонстрировали эффективность в 25, 6 процента. Результаты исследования опубликованы в журнале Nature. Эффективность солнечных элементов на основе смешанных свинцово-галогенидных перовскитов всего за десять лет увеличилась с 3,8 до 25,5 процента. Такие солнечные элементы дешевы и просты в получении, а еще их можно делать полупрозрачными и использовать в качестве верхней части тандемного солнечного элемента. Чаще всего в солнечных элементах используют перовскиты состава MAx(FA)1-хPbI3, где MA и FA — органические однозарядные катионы метиламмония и формамидиния. Для повышения стабильности и эффективности часть метиламмония заменяют на цезий, а часть иода — на хлор и бром. С недавних пор ученые стали добавлять в перовскитную решетку еще и анионы формиатов (солей муравьиной кислоты), которые стабилизируют перовскиты даже лучше, чем анионы хлора и брома — например, в феврале мы писали о работе китайских химиков, которые смогли с помощью муравьиной кислоты вырастить рекордно большие монокристаллы для фотодетектора. Но четкого понимания механизма происходящих процессов у ученых до сих пор не было. В одних работах писали, что формиат помогает контролировать рост перовскитных кристаллов, в других — что главная причина в предотвращении фазовой сегрегации (разделении разных подтипов катионов и анионов в пространстве, в результате чего перовскитная пленка становится неоднородной). Разобраться в вопросе смогли китайские, шведские, корейские и швейцарские ученые под руководством Майкла Гретцеля (Michael Grätzel) из Федеральной Политехнической Школы Лозанны и Джин Йонга Кима (Jin Young Kim) из Ульсанского Национального Института Науки и Технологии. Они работали с перовскитом состава FAPbI3, в который добавляли от одного до пяти мольных процентов формиата формамидиния FAHCOO. На снимках сканирующей электронной микроскопии видно, что добавки формиата помогают получить перовскитные кристаллиты большего размера — до двух микрометров. Метод рентгеновской дифракции подтвердил, что пленки с формиатом имеют лучшую кристалличность — то есть процент аморфного перовскита в них ниже. Кроме того в пленках с формиатом полностью отсутствовала фаза δ-FAPbI3, в которую основная фаза, α- FAPbI3, постепенно превращается под действием следов влаги. Перовскит δ-FAPbI3 не фотоактивен, поэтому чем ниже его содержание в пленке, тем лучше для будущего солнечного элемента. Самые качественные пленки получились с добавками двух мольных процентов формиата. При более высоких концентрациях формиата кристаллиты перовскита становились разупорядоченными.