Журнал "Стройка Века"

Природоподобные технологии основаны на использовании возобновляемых ресурсов, то есть не нарушают кругооборота веществ в природе. Такие технологии отличаются чрезвычайными экономичностью и эффективностью, ведь природа создавала и совершенствовала их на протяжении сотен миллионов лет эволюции.
Одним из примеров такой технологии является солнечная ячейка, принцип работы которой повторяет природный процесс фотосинтеза, протекающий в листьях зеленых растений.

В процессе фотосинтеза светочувствительные молекулы поглощают солнечную энергию, переходят в возбужденное состояние и создают пары электронов и дырок, которые очень слабо связаны между собой и поэтому легко превращаются в свободные носители заряда. Если каким-то образом отделить электроны и заставить их двигаться в определенном направлении, будет создан электрический ток. Таким образом, можно преобразовывать солнечную энергию в электричество.

На основе этого принципа работает батарея, схема работы которой описана на второй картинке. Батарея состоит из двух электродов - прозрачных стекол с проводящей оксидной пленкой. Внутренняя часть одного электрода покрыта слоем диоксида титана (TiO2), который поглощает свет и принимает электроны. На слой TiO2 нанесен сенсибилизирующий краситель (выполняет роль светочувствительных молекул), получаемый из природных компонентов или синтезируемый искусственно. Расстояние между электродами заполнено раствором электролита, содержащим окислительно-восстановительную пару, иодид I3- и I- ионы, которые отвечают за возврат электронов к светочувствительному веществу. Оставшийся электрод (анод) покрыт слоем Платины (Pt) как катализатора окислительно-восстановительных реакций между I3- и I- ионами. Далее выработанный ток направляется на преобразователь – инвертор. Система из батарей и инвертора позволяет получить из постоянного тока который мы получаем, переменный ток, на котором работает большая часть устройств и оборудования.

Так под действием энергии фотона в созданной человеком солнечной ячейки осуществляется тот же процесс, что и в природной системе - зеленом растении. При этом растение получает питательные вещества и энергию, а люди при этом могут получать электрическую энергию от бесконечного в ближайшие несколько миллиардов лет источника энергии - Солнца.

Автор:
#Храпко
Редактор:
#Сабуров

#Foto_Science
#Авторский_курс

www.group-telegram.com/it/century_arch.com/604

103 viewsДаня Сабуров, Apr 10, 2024 at 14:32

Природоподобные технологии основаны на использовании возобновляемых ресурсов, то есть не нарушают кругооборота веществ в природе. Такие технологии отличаются чрезвычайными экономичностью и эффективностью, ведь природа создавала и совершенствовала их на протяжении сотен миллионов лет эволюции.
Одним из примеров такой технологии является солнечная ячейка, принцип работы которой повторяет природный процесс фотосинтеза, протекающий в листьях зеленых растений.

В процессе фотосинтеза светочувствительные молекулы поглощают солнечную энергию, переходят в возбужденное состояние и создают пары электронов и дырок, которые очень слабо связаны между собой и поэтому легко превращаются в свободные носители заряда. Если каким-то образом отделить электроны и заставить их двигаться в определенном направлении, будет создан электрический ток. Таким образом, можно преобразовывать солнечную энергию в электричество.

На основе этого принципа работает батарея, схема работы которой описана на второй картинке. Батарея состоит из двух электродов - прозрачных стекол с проводящей оксидной пленкой. Внутренняя часть одного электрода покрыта слоем диоксида титана (TiO2), который поглощает свет и принимает электроны. На слой TiO2 нанесен сенсибилизирующий краситель (выполняет роль светочувствительных молекул), получаемый из природных компонентов или синтезируемый искусственно. Расстояние между электродами заполнено раствором электролита, содержащим окислительно-восстановительную пару, иодид I3- и I- ионы, которые отвечают за возврат электронов к светочувствительному веществу. Оставшийся электрод (анод) покрыт слоем Платины (Pt) как катализатора окислительно-восстановительных реакций между I3- и I- ионами. Далее выработанный ток направляется на преобразователь – инвертор. Система из батарей и инвертора позволяет получить из постоянного тока который мы получаем, переменный ток, на котором работает большая часть устройств и оборудования.

Так под действием энергии фотона в созданной человеком солнечной ячейки осуществляется тот же процесс, что и в природной системе - зеленом растении. При этом растение получает питательные вещества и энергию, а люди при этом могут получать электрическую энергию от бесконечного в ближайшие несколько миллиардов лет источника энергии - Солнца.

Автор:
#Храпко
Редактор:
#Сабуров

#Foto_Science
#Авторский_курс

BY Журнал "Стройка Века"