Хорошо известный, прочный и относительно легкий кремниевый солнечный элемент просто не подходит для использования в космосе. Постоянное воздействие протонов прерывает поток электронов, что приводит к быстрому снижению эффективности.
На Земле эти протоны несут меньше энергии и радиации, что делает их в основном безвредными и не представляет проблемы для солнечных батарей. В конце концов, магнитное поле и наша атмосфера перехватывают эти протоны. А если они этого не делают, мы можем наслаждаться прекрасными полярными сияниями, также известными как полярное, северное и южное сияние.
Но почему протоны? Точнее, это ядра водорода, основного компонента Солнца. Без своих электронов они просто протоны.
Текущий стандарт для питания спутников и МКС включает индий и галлий. Такие солнечные элементы чрезвычайно прочны, но также тяжелы, негибки и дороги. Это практически противоположно тому, что вы хотели бы поместить в ракету-носитель для нового спутника.
Удивительно стабильные органические молекулы
Исследователи из Мичиганского университета провели эксперименты, имитирующие трехлетнее воздействие протонной радиации. В ходе этих испытаний органические солнечные элементы на основе углеводородных цепей оказались необычайно прочными. Однако прочность — не единственный фактор, который следует здесь учитывать.
Их высокая надежность требует коротких алкильных цепей. При более длинных алкильных цепях с четырьмя или более атомами углерода протоны и их солнечное излучение выбивают отдельные атомы водорода и образуют заряженные молекулы H2.
Поскольку эти более длинные молекулы более эффективны, дальнейшие исследования показали, что органические солнечные элементы могут быть термически восстановлены. Поскольку требуемые температуры в 370 Кельвинов или почти 100 градусов Цельсия могут быть достигнуты при солнечном свете, использование этой технологии в космосе было бы возможным. При этом такой подход действительно влечет за собой более высокий объем обслуживания.
По сути, исследователи видят потенциал в обоих методах генерации энергии. Учитывая, что число спутников для связи и наблюдения будет продолжать расти, а также что планируются новые пилотируемые миссии, прогресс в этой области может быть очень полезным. В долгосрочной перспективе эта технология может также найти свое место в обычных жилых солнечных панелях на вашей крыше.
ЕСЛИ ВЫ ЖЕЛАЕТЕ ЗАКАЗАТЬ РЕКЛАМУ НА САЙТЕ CYBERSTATE.KZ, ПИШИТЕ НАМ НА ПОЧТУ: editor@cyberstate.kz