SUNČEVA svjetlost teško prodire duboko u ocean. Većina zraka odbija se od površine, a ostatak se brzo raspršuje i apsorbira, zbog čega s dubinom raste mrak. Unatoč tome, znanstvenici s kineskog Sveučilišta Yunnan postavili su solarne ćelije na 10 metara dubine u Južnom kineskom moru i uspjeli za samo dva sata prikupiti dovoljno energije za punjenje litij-ionskih baterija, piše ScienceAlert.

Test na deset metara dubine

"Postoji vrlo malo studija o podvodnim solarnim ćelijama. Sve dosadašnje bavile su se dubinama od dva metra ili manje, što je nedovoljno za praktičnu primjenu", pojasnio je Wen-Hua Zhang sa Sveučilišta Yunnan.

"Ovo istraživanje prvi put potvrđuje da podvodne solarne ćelije mogu funkcionirati na dubini od 10 metara. Time se značajno proširuju mogućnosti njihove primjene."

Posebna tehnologija za hvatanje svjetla

Kako bi iskoristile ograničenu svjetlost, ove ćelije se razlikuju od standardnih fotonaponskih panela, koji su prema podacima iz 2025. godine proizvodili oko 9 posto svjetske električne energije.

Izrađene su od olovnog halidnog perovskita, vrste poluvodičkog kristala. Tijekom izrade istraživači su dodali polimer poliheksametilen gvanidin hidroklorid, koji ćeliji pomaže uhvatiti više elektrona.

Dobiveni materijal ima širok energetski procjep, što je ključna karakteristika jer ona određuje koje valne duljine svjetlosti materijal može apsorbirati. Ćelije su dizajnirane tako da primarno hvataju spektar svjetlosti koji dopire na dubinu od 5 do 10 metara. To su uglavnom kraće, plavo-zelene valne duljine (400-600 nm), jer se crveni dio spektra gubi već u plićim vodama.

Od laboratorija do otvorenog mora

Tim je prvo usavršio dizajn u laboratoriju, gdje su u simuliranim oceanskim uvjetima postigli učinkovitost pretvorbe energije od gotovo 35 posto. Nakon toga su testiranje proveli na otvorenom moru.

"Uspjeli smo prijeći s malih laboratorijskih ćelija na module velikih dimenzija", rekao je Zhang. "Kombinacija laboratorijskog rada i terenskih eksperimenata jasan je dokaz da podvodna fotonaponska tehnologija funkcionira."

Daljinski upravljani roboti spustili su solarne ćelije površine 115 cm² na dva, šest i deset metara dubine uz obalu otoka Weizhou u Južnom kineskom moru. Na dva metra prikupljeno je 1.416 milivat-sati (mWh), na šest metara 752 mWh, a na deset metara 324 mWh energije.

Budućnost podvodnog napajanja

Prikupljena energija bila je dovoljna za napajanje litij-ionskih baterija koje su potom osvijetlile LED znak. Znanstvenici procjenjuju da bi ove ćelije mogle raditi oko pet i pol godina te postati održiv izvor napajanja za podvodne senzore, kamere i komunikacijske sustave.

Ako sustav može obaviti taj zadatak, s vremenom bi mogao napajati i složeniju opremu poput kamera za prijenos uživo s koraljnih grebena, stanica za akustični nadzor ili podvodnih ljudskih nastambi.

"Ovo istraživanje omogućuje praktičnu primjenu perovskitnih fotonaponskih ćelija u podvodnom okruženju i otvara put prema razvoju samoodrživih morskih energetskih sustava i autonomnih podvodnih uređaja", zaključili su autori. Istraživanje je objavljeno u časopisu Joule.