Сотрудники Центра материаловедения разработали и создали первые на Украине экспериментальные действующие электролитические солнечные батареи на органических красителях ( Dye-sensitized Solar Cell), 2009-2010гг
|
Новая энергетика и альтернативные источники энергии в Украине>> От аккумуляторных батарей до суперконденсаторов >> Разработка, исследование и производство материалов для суперконденсаторов >> Производство материалов для литий-ионных батарей >> Ветрогенераторы >> Испытание ветрогенератора >> Электролитические солнечные батареи>> Опытные образцы солнечных батарей на диоксиде титана>> |
Сотрудниками Центра материаловедения из хлорида титана (побочного продукта изготовления нанопористого углерода для суперконденсаторов и биомедицинских применений из карбида титана украинского производства) по собственной технологии Центра Материаловедения было синтезировано наноразмерный диоксид титана (анатаз). Для изготовления экспериментальных действующих электролитических солнечных ячеек использовался именно этот материал. Таким образом было обеспечено производство электролитических солнечных батарей полностью из отечественного украинского сырья.
Поскольку сенсибилизированные красителями солнечные элементы, как перспективный альтернативный источник электроэнергии, являются экономически выгодным способом преобразования энергии солнца и потенциальной заменой классических солнечных батарей, совместные работы сотрудников Центра материаловедения и Университета Дрекселя над получением и применением новых материалов, исследованием их свойств, а также повышением эффективности цветосенсибилизированных фотоэлементов успешно продолжаются.
Экологическая чистота энергетических технологий является чрезвычайно важным вопросом, что обусловливает повышенное внимание к возобновляемым источникам энергии, в частности солнечной. Энергия солнца в современном мире используется для разных целей, одна из них - это выработка электрической энергии. Использование солнечного электричества имеет много преимуществ. Это чистый, тихий и надежный источник энергии, что открывает солнечной энергетике огромный потенциал и широкие перспективы, на сегодня лишь менее одного процента произведенной в мире электроэнергии имеет «солнечное» происхождение. При использовании солнечных батарей энергия солнца напрямую преобразуется в электрическую (фотоэлектрический эффект).
Впервые фотоэлектрические батареи были использованы в космосе на спутниках. Сегодня солнечные батареи широко используются в удаленных районах, где нет централизованного электроснабжения, для электроснабжения отдельных домов, для подъема воды и охлаждения лекарств. Эти системы зачастую используют аккумуляторные батареи для хранения выработанной днем электроэнергии. Кроме того, калькуляторы, телекоммуникационные системы, буи и т.д. работают от солнечного электричества. Другая область применения - это электроснабжение домов, офисов и других зданий или генерация электричества для сетей централизованного электроснабжения.
Сотрудники лаборатории Центра Материаловедения и Университета Дрекселя разработали новую технологию производства тонкопленочных солнечных элементов с применением ТіО2, на базе которых можно делать существенно более емкие и дешевые солнечные электролитические батареи для использования на массовом рынке.
Опытные образцы солнечных батарей, изготовленные с применением нанопорошка диоксида титана TiO2
 |
 |
 |
| Солнечная ячейка на хлорофилле | Так выглядят солнечные ячейки на различных типах красителей |
Испытание солненой ячейки на хлорофиллe |
Принцип такой батареи впервые был предложен в 1991 году профессором Федеральной политехнической школы Лозанны М. Гретцелем (Michael Graetzel), по имени которого они и получили название ячеек Гретцеля. Солнечные батареи такого типа имеют достаточно простую структуру, они состоят из двух электродов, электролита и органического красителя в качестве фотосенсибилизатора. Один из электродов состоит из нанопористого насыщенного красителем полупроводника - диоксида титана (TiO2), нанесённого на прозрачную электропроводящую подложку. Другим электродом является прозрачная электропроводящая подложка, либо тонкий прозрачный слой платины. На сегодня применяются такие полупроводники как TiO2, ZnO, SnO2, Nb2O5. Оксидная пленка нанокристаллического состава покрывается слоем органического красителя, что расширяет область поглощения (от УФ до ИК лучей) и позволяет захватить до 70-90% фотонов солнечного излучения. Способность диоксида титана поглощать ультрафиолет, выбрасывая электроны, лежит в основе таких интересных вещей, как лампочка против запахов, самоочищающаяся одежда, самомоющиеся окна и самоочищающийся бетон.
TiO2 – диоксид титана (двуокись титана) – Titanium dioxide – один из важнейших неорганических соединений, потребляемых современной промышленностью, его уникальные свойства определяют уровень технического прогресса в различных секторах мировой экономики.Преимуществами применения диоксида титана для изготовления солнечных батарей, по сравнению с другими материалами, является химическая стойкость, нетоксичность, биосовместимость и невысокая стоимость. Его особенностью является значительная фотоактивность, а также ярко выраженная зависимость электрических свойств от морфологии поверхности и типа кристаллического состава. В природе диоксид титана кристаллизуется в трех формах: анатаз, рутил и брукит, которые являются широкозонными полупроводниками. Благодаря сочетанию электрических и оптических свойств, для изготовления фотоэлектрических солнечных батарей наибольший интерес представляет именно анатаз. Опытные образцы солнечных батарей, изготовленные с применением наноматериалов и технологий в Центре материаловедения и Университе Дрекселя, разрабатывались из исходного сырья и материалов собственного производства.
Измерение вольт-амперных характеристик электролитической солнечной батареи
в зависимости напряжения от интенсивности светового потока лампы мощностью 200Вт
ерам напряжения на обкладках электролитической солнечной батареи,
проведенный под лучами зимнего солнечного света
Комбинированный видеоролик по электролитическим солнечным батареям.
Дякуємо всім друзям, партнерам, волонтерам за допомогу та вашу невтомну роботу! Продовжуємо допомагати нашим захисникам та доправляємо військове спорядження, гуманітарну допомогу, польову медицину та спеціальні медицині засоби до військових підрозділів, територіальної оборони, лікарень на передовій!
Якщо є люди, фонди та волонтери, які хочуть відправити допомогу в Україну з країн Європи або США, ми готові приймати на наші склади, складати збірні чи окремі партії та під замовлення і прицільно передавати їх далі кому вона необхідна. На всю гуманітарну допомогу буде надано звітність про передачу, фото.
Говорят, что большие вещи приходят в маленьких посылках. И в течение последнего десятилетия MXenes - двумерные соединения углерода и переходных металлов, впервые разработанные в Дрекселе - подтверждали эту точку зрения, стимулируя инновации во многих областях науки. Теперь новое партнерство открывает возможности для помощи MXenes в спасении жизней.
Совместно с этой лекцией профессор Юрий Гогоци получит звание почетного доктора Сумского государственного университета.Это уникальная возможность приобщиться к науке мирового уровня, окунуться в мир наноматериалов и проследить научный путь нашего соотечественника. Лекция пройдет в 16:00, 27 мая 2021 года в Конгресс-Центре СумГУ, зал Сингапур 220, в г. Сумы.
Материал MXene, который был впервые получен учеными из Университета Дрекселя в 2011 году, - это еще один шаг к тому, чтобы изменить жизнь людей, страдающих болезней почек на 
Участник проекта CANBIOSE из Центра материаловедения (MRC), выполнил визит в партнерскую организацию Вильнюсский университет, для выполнения программы совместных исследований и тренингов.
Всемирно известный ученый-украинец профессор Юрий Георгиевич Гогоци рассказал о последних новинках нанотехнологий. Возможность для общения с ученым мирового уровня - редкость, но воспитанникам Малой Академии Наук Украины (МАН) везет. Именно такую возможность они недавно получили.
Инженер-исследователь из MRC Иван Гришко находится в Латвийском университете, где провел семинар по MXenes
Совместно с польскими коллегами они 
Совместно с коллегами из КТУ они занимались симуляциями и моделированием механических свойств наноматериалов и нанокомпозитов.
В январе 2019 года профессор Юрий Гогоци был избран членом Европейской академии наук (EURASC). Профессор Юрий Гогоци - ведущий украинский и американский ученый в области химии, с 2000 года профессор Университета Дрекселя, Филадельфия, США, в области материаловедения, инженерии и нанотехнологий.
MRC посетил партнерскую организацию Белорусский государственный университет. Вместе с нашими партнерами из БГУ был обсужден и изучен опыт в области диспергирования CNT и графена в полимерах. Проводились сравнения разных смол и отвердителя для изготовления полимерной матрицы.
