Einzigartige Unterwasser-Solarbatterie in China entwickelt

Chinesische Forscher haben ein einzigartiges photoelektrisches Perowskit-System entwickelt, das in der Lage ist, unter Wasser Strom zu erzeugen. Laut ixbt.com kann diese neue Technologie in Tiefen von bis zu zehn Metern arbeiten und ist darauf ausgelegt, verschiedene autonome Sensoren, Kameras und Kommunikationsgeräte kontinuierlich mit Energie zu versorgen. Dies berichtet die Nachrichtenquelle.

Es ist bekannt, dass das Hauptproblem der Unterwasser-Solarenergie die Veränderung des Lichtspektrums mit zunehmender Tiefe ist. Wasser absorbiert rotes Licht aktiv, was zu einem drastischen Effizienzverlust herkömmlicher Silizium-Solarzellen führt. In zehn Metern Tiefe sind rote Strahlen kaum noch vorhanden, während blaue und grüne Wellenlängen dominieren.

Innovatives Material und hohe Effizienz

Um dieses Problem zu lösen, wählten die Wissenschaftler ein Perowskit-Material mit einer Bandlücke von 1,96 eV. Es passt sich besser an das unter Wasser vorherrschende blau-grüne Spektrum an und zeigt selbst bei schlechten Lichtverhältnissen eine hohe Effizienz. Um die Stabilität des Materials zu erhöhen, wurden spezielle Substanzen in seine Struktur integriert.

Bei Labortests erzielte eine Mini-Solarzelle mit einer Fläche von nur 0,0895 Quadratzentimetern einen Wirkungsgrad von 34,71 Prozent. Die Effizienz eines größeren Moduls mit einer Fläche von 28,79 Quadratzentimetern lag bei 29,4 Prozent. Diese Werte eröffnen große Perspektiven für Unterwassergeräte.

Haltbarkeit und Praxistests

Für den Einsatz in der aggressiven Meeresumgebung wurden die Solarzellen mit einer mehrschichtigen Schutzhülle aus Butylkautschuk, Schutzglas und transparentem Epoxidharz ummantelt. Nach 1.000 Stunden in künstlichem Meerwasser behielt das Gerät 99,58 Prozent seiner ursprünglichen Effizienz.

Die berechnete Lebensdauer des Systems wurde ebenfalls hoch bewertet. Bei einer Temperatur von 25 Grad Celsius erreichte der T80-Wert 48.904 Stunden, was einen kontinuierlichen Betrieb von fast 5,6 Jahren ermöglicht. Praxistests im Südchinesischen Meer bestätigten die Effizienz, indem die Batterien erfolgreich Lithium-Ionen-Akkus in Tiefen von 2, 6 und 10 Metern aufluden.