Nove solarne ćelije mogu prikupljati svjetlost u zatvorenom prostoru

Zamislite svijet u kojem daljinski upravljač, bežična tipkovnica ili kućni alarm nikada ne trebaju nove baterije. Znanstvenici u Velikoj Britaniji tvrde da je takva budućnost sve bliža – zahvaljujući novoj generaciji solarnih ćelija posebno dizajniranih za korištenje unutar zatvorenih prostora.

Istraživački tim s University Collegea u Londonu (UCL) razvio je tehnologiju koja bi mogla zauvijek promijeniti način na koji koristimo elektroničke uređaje u kućanstvu. Njihovo rješenje temelji se na tzv. perovskitu, mineralu koji je posljednjih deset godina izazvao pravu revoluciju u svijetu solarne energije. Perovskit se već koristi u najnovijim vanjskim solarnim panelima, no britanski znanstvenici otišli su korak dalje: prilagodili su ga tako da optimalno iskorištava umjetnu rasvjetu u zatvorenim prostorima.

Rezultat je solarna ćelija koja može iskoristiti do šest puta više unutarnje svjetlosti od najboljih dosadašnjih rješenja. Drugim riječima, obična žarulja u dnevnoj sobi mogla bi postati trajni izvor energije za elektroniku koja se danas napaja alkalnim ili litij-ionskim baterijama.

„Milijarde malih uređaja širom svijeta ovise o zamjeni baterija – što je i skupo i ekološki neodrživo. Naše rješenje pokazuje da postoji alternativa koja koristi svjetlo koje je ionako stalno prisutno u našim domovima i uredima“, ističe voditelj istraživanja dr. Mojtaba Abdi Jalebi.

Od tiskarskog stroja do elektroničkog uređaja

Jedan od najvećih aduta ove inovacije nije samo ušteda energije, već i sama jednostavnost proizvodnje. Perovskitne ćelije iz UCL-ova laboratorija nisu eksperimentalne u smislu nedostižne laboratorijske znatiželje. Naprotiv – njihov razvoj temelji se na materijalima koji su jeftini, dostupni i ne zahtijevaju skupe, komplicirane postupke obrade.

„Ćelije se mogu doslovno isprintati na podlogu, slično kao što se tiska novinski list“, pojašnjava dr. Jalebi. Upravo zato, potencijal masovne proizvodnje ovog rješenja ogroman je. U usporedbi s konvencionalnim baterijama, koje zahtijevaju rudarenje, kemijsku obradu i vrlo kompleksan lanac opskrbe, perovskitne ćelije su jednostavnije, brže i čišće rješenje.

Ova tehnologija mogla bi uskoro postati standard za sve uređaje koji troše male količine energije, poput senzora u pametnim domovima, pametnih kartica, daljinskih upravljača, bežičnih tipkovnica i računalnih miševa. Broj takvih uređaja u svijetu već sada se mjeri u milijardama, a procjene govore da će ih do 2030. biti više od 75 milijardi, zahvaljujući širenju koncepta interneta stvari (IoT).

Ekološki i ekonomski doseg nove tehnologije

Za prosječnog korisnika, eliminacija baterija u malim kućanskim uređajima mogla bi značiti kraj stalne potrage za rezervnim baterijama ili kablovima za punjenje. No, pravi značaj ove inovacije puno je širi.

Samo u Europskoj uniji godišnje se baci više od 200 000 tona baterija malih kućanskih uređaja. Ogromna većina tih baterija sadrži metale poput cinka, nikla, kadmija ili litija. Njihova proizvodnja podrazumijeva intenzivno rudarenje i goleme količine industrijskog otpada. Recikliranje, iako sve prisutnije, još uvijek ne pokriva ni polovicu iskorištenih baterija.

Ako bi nova tehnologija postala dovoljno rasprostranjena, smanjila bi se potreba za proizvodnjom i recikliranjem stotina milijuna baterija svake godine, što bi značajno utjecalo na smanjenje opterećenja okoliša.

Osim toga, korisnici bi dugoročno štedjeli novac. Dugotrajna ambijentalna solarna ćelija može raditi godinama, bez potrebe za zamjenom, što smanjuje stalne troškove kupovine baterija.

Početak jedne tihe energetske revolucije koji nije bez izazova

Naravno, pred znanstvenicima i industrijom ostaje još niz pitanja. Kako će se ćelije ponašati na dugoročnom testu – nakon pet ili deset godina svakodnevne upotrebe? Kako će reagirati na različite vrste rasvjete, od LED žarulja do fluorescentnih cijevi? Također, može li cijena proizvodnje ostati dovoljno niska kada se krene u masovnu proizvodnju?

Unatoč tim otvorenim pitanjima, projekt iz Londona izazvao je veliko zanimanje industrije. Ako se potvrdi dugotrajna stabilnost i niska cijena, moglo bi se raditi o presudnom trenutku u povijesti potrošačke elektronike.

Dr. Jalebi i njegov tim trenutačno rade na proširivanju testova i suradnji s industrijskim partnerima s ciljem da u sljedećih nekoliko godina predstave komercijalne inačice perovskitnih solarnih ćelija za unutarnju primjenu.

„Naš cilj je promijeniti način na koji razmišljamo o energiji – ne samo na razini solarnih farmi i električne mreže, nego i u svakodnevnim predmetima koji nas okružuju. Ti mali uređaji možda troše malo energije, ali kada ih zbrojimo, njihov utjecaj je iznimno velik“, objašnjava Jalebi.

Nova generacija solarnih ćelija mogla bi otvoriti vrata svijetu u kojem „baterije“ u mnogim uređajima postaju stvar prošlosti. Ono što je do jučer izgledalo kao daleka budućnost – samoodrživi uređaji napajani isključivo svjetlom iz okoline – sada je na dohvat ruke.

Ako britanskim znanstvenicima uspije dokazati izdržljivost i komercijalnu isplativost tehnologije, u idućih pet do deset godina mogli bismo svjedočiti tihoj, ali jednako važnoj energetskoj revoluciji, koja će promijeniti milijarde svakodnevnih navika – od toga kako palimo televizor pa sve do načina na koji gradimo pametne domove budućnosti.