در سال‌های اخیر پیشرفت‌های فنی، سلول‌های خورشیدی را به ابزاری کارآمد و مقرون به صرفه بدل کرده است. فناوری صفحات خورشیدی هنوز محدودیت‌هایی دارد که یکی از آن‌ها آب و هواست.

سلول‌های خورشیدی با وجود تامین انرژی از طریق تابش نور خورشید، معایبی نیز دارند که از جمله‌ی آن می‌توان به عدم تولید انرژی در زمان بارش باران اشاره کرد. اما تحقیقاتی که به تازگی انجام گرفته ممکن است این معادله را تغییر دهد. 

تیمی از چهار دانشمند چینی ازدانشگاه یونان نرمال و دانشگاه اقیانوس چین به تازگی روشی را برای استفاده از گرافن در صفحات خورشیدی و تبدیل باران به انرژی پاک پیدا کرده‌اند. محققان چینی برای رفع این نقطه ضعف، در سلول خورشیدی خود از یک لایه گرافنی اضافی استفاده کردند. گرافن یک ساختار دو بعدی کربن است که در آن اتم‌ها به شکل لانه زنبور با یکدیگر پیوند خورده اند.برای ساخت گرافن از روش‌های اکسیداسیون، لایه برداری شیمیایی و مکانیکی و سنتز شیمیایی استفاده می‌شود. گرافین دارای خواص الکتریکی غیرمعمولی است و علاوه بر رسانش الکتریکی، الکترون‌های آزادی دارد که در تمام سطح لایه حرکت می‌کنند. در محلول آبی، الکترون‌های گرافن با یون‌های دارای بار مثبت پیوند برقرار می‌کنند. این ویژگی گرافن برای جداکردن یون‌های سرب و رنگ‌های ارگانیک از ترکیبات آلی به کار گرفته می‌شود.

دانشمندان با استفاده از این ویژگی، از الکترون‌های گرافین برای تولید انرژی در مواجهه با قطرات آب استفاده کرده‌اند. در واقع در آن راه‌حل از الکترودهای گرافین برای تولید انرژی از طریق تماس با آب استفاده می‌کنند. قطرات آب باران را نمی‌توان آب خالص خواند، چراکه مایع مورد نظر از وجود نمک بهره می‌برد که می‌توان یون‌های مثبت و منفی آن را تفکیک کرد. یون‌های مثبت موجود در قطرات آب باران که شامل سدیم، کلسیم و آمونیوم است روی سطح گرافین قرار می‌گیرند. قرار گرفتن یون‌های مثبت قطرات آب روی لایه‌ای از گرافین که مملو از الکترون‌های نامنظم و آزاد است، باعث ایجاد دولایه از الکترون‌ها و یون‌های مثبت می‌شود که با عنوان شبه خازن (pseudocapacitor) شناخته می‌شود. اختلاف پتانسیل حاصل از این پدیده، برای تولید ولتاژ و جریان الکتریکی کافی است.

منبع خبر: http://www.sciencealert.com