Pin mặt trời giá rẻ với hiệu suất cao

Giáo sư Benoit Marsan và nhóm của ông thuộc khoa hóa học trường đại học Quebec,  Montreal (UQAM) đã phát triển hai công nghệ có thể làm thay đổi hoàn toàn tương lai của pin mặt trời, cả về tính khoa học lẫn thương mại. Ông đã tìm ra cách giải quyết 2 vấn đề đã kìm hãm sự phát triển của pin mặt trời trong 20 năm qua.

Pin mặt trời nhạy với màu sắc

Đầu những năm 90, giáo sư Michael Graetzel của học viện công nghệ EPFL, Thụy Sĩ, đã thiết kế ra một loại pin mặt trời đầy hứa hẹn. Dựa trên nguyên tắc của quá trình quang hợp, pin Graetzel được làm từ một lớp các hạt nano gồm sắc tố trắng và titan dyoxit, được phủ một lớp phân tử giúp hấp thụ ánh sáng mặt trời, giống như chất diệp lục của lá cây. Titan dyoxit được ngâm trong 1 dung dịch điện phân, và một chất xúc tác làm từ platin sẽ hoàn thiện cả cấu trúc.

Trong pin Graetze, cực dương làm bằng titan dyoxit, cực âm làm bằng platin, được đặt ở 2 đầu, ở giữa là 1 dung dịch điện phân. Ánh sáng đi qua cực dương và dung dịch điện phân, sau đó hút electron từ cực âm. Những electron này đi từ cực âm sang cực dương và tạo ra dòng điện.

Công nghệ mới sẽ là đáp án cho năng lượng trong tương lai

Trên lý thuyết, pin mặt trời Graetzel có tính khả thi rất cao. Tuy nhiên, có 2 vấn đề lớn khiến loại pin này không thể được thương mại hóa với quy mô lớn bởi dung dịch điện phân có tính ăn mòn cao nên thiếu ổn định, có màu sậm nên ngăn cản sự dịch chuyển của ánh sáng và giới hạn hiệu điện thế chỉ ở mức 0,7V. thêm nữa cực dương làm từ platin, một nguyên liệu hiếm, không trong suốt và rất đắt. Mặc dù rất nỗ lực, nhưng trước giáo sư Marsan chưa đưa ra được giải pháp tối ưu cho hai vấn đề này.

Những giải pháp của giáo sư Marsan

Giáo sư Marsan và nhóm của ông đã mất vài năm nghiên cứu về pin mặt trời điện hóa. Đối với những vấn đề của pin Graetzel, giáo sư Marsan nhận ra rằng, hai công nghệ dùng cho pin điện hóa thông thường cũng có thể ứng dụng cho loại pin này.

Nhờ đóng góp của giáo sư Livain Breau cũng thuộc khoa hóa , với dung dịch điện phân, những chất mới đã được tạo ra với tính cô cạn cao hơn, hoàn toàn trong suốt, không có tính ăn mòn và giúp tăng hiệu điện thế, qua đó tăng sự ổn định và hiệu suất của pin.

Còn cực dương, platin có thể thay bằng coban sunphit, một chất rẻ hơn rất nhiều, có hiệu quả cao hơn, ổn định hơn và tạo ra dễ dàng hơn trong phòng thí nghiệm. Kết quả nghiên cứu này đã được trình bày trong các tạp chí khoa học danh tiếng.

Minh Đức (theo ScienceDaily)