В Челябинске ученые Южно-Уральского государственного университета (ЮУрГУ) работают над созданием солнечных батарей нового поколения. Для этого в вузе совместно с Институтом органической химии (г. Москва) синтезируют новые фотосенсибилизаторы, которые раньше не удавалось получить. Внедрение такого типа энергетики будет недорогим, и аналогов этой технологии пока не существует.

Особенностью фотоэлементов нового типа будет их пластичность. По задумке ученых, им можно будет придать любую форму, а значит, легко вмонтировать в любой объект, учитывая особенности конструкции, размеры и дизайна. «Обернута» в светочувствительную форму может быть как шариковая ручка, так и целое здание. Если от солнца будут «питаться» автомобили, то уровень загазованности атмосферы значительно снизится. Одним из ключевых моментов этой сложной работы является нахождение условий протекания реакции замены элемента серы на селен в молекуле фоточувствительного вещества.

«Эта реакция позволила увеличить КПД фотосенсибилизатора, оценочно в 3 раза. На деле цифра может измениться, например, на 2,5 или даже 4. Однако даже при возрастании коэффициента хотя бы в 2 раза, улучшение будет значительным! Сейчас существующие элементы обеспечивают здание электричеством только в тех районах, где много света, это, например, южные регионы. Новые фотосенсибилизаторы можно будет использовать и в нашем малоосвещенном регионе», – комментирует доктор химических наук, декан химического факультета ЮУрГУ, профессор Вячеслав Авдин.

Сами фотосенсибилизаторы – только основа разработки. Для успешного производства ученым предстоит поработать над рядом материалов, из которых можно будет изготовить усовершенствованный солнечный элемент. По словам Вячеслава Авдина, здесь особенно полезным будет опыт коллег из Шотландии и Великобритании, которые уже заинтересованы в данной разработке.

Второе направление связано с наноструктурированными катализаторами на основе металлооксидных соединений: «Катализаторы такого типа разрабатывались нами несколько лет и у нас есть некоторые успехи. Недавно было определено, что такого типа катализаторы используются для водородной энергетики, то есть в процессе электролиза воды с образованием водорода», – рассказывает Вячеслав Авдин.

Суть заключается в том, что разработка значительно сэкономит затраты и конечную стоимость получаемого водорода в сравнении с традиционным способом, где производство водорода выходило настолько дорогим, что его использование для получения энергии было нецелесообразным. Существующий прототип этих катализаторов в Америке, по предварительным оценкам ученых в 10 раз снижает затраты на электролиз воды.

По словам декана химического факультета ЮУрГУ, синтезировать сами катализаторы не составило большого труда для наших ученых, однако теперь необходимо получить электорхимическую ячейку и оценить эффективность снижения расхода электроэнергии на электролиз.