Уведомления
Авторизуйтесь или зарегистрируйтесь, чтобы оценивать материалы, создавать записи и писать комментарии.
Авторизуясь, вы соглашаетесь с правилами пользования сайтом и даете согласие на обработку персональных данных.
Органические солнечные батареи смогут работать в космосе 10 лет
Ученые Центра энергетических технологий Сколтеха, Института проблем химической физики РАН и Химического факультета МГУ показали рекордную радиационную стабильность солнечных батарей на основе сопряженных полимеров и производных фуллеренов.
Устройства выдерживают дозы ɣ-лучей более 6000 Грей, что позволяет рассчитывать на их стабильную работу на околоземной орбите в течение более 10 лет. Результаты исследований опубликованы в журнале ACS Applied Materials & Interfaces.
Чуть более 60 лет назад Советский Союз вывел на орбиту первый искусственный спутник Земли. Жители всех стран мира могли регистрировать радиосигнал этого спутника, который передавался на трех частотах. Однако спустя три недели радиостанция спутника «замолчала», т.к. был исчерпан резерв отправленных на спутнике батарей, которые составляли более половины его массы. С учетом полученного опыта, уже второй и все последующие спутники запускались в космос с солнечными батареями, которые генерируют электроэнергию и обеспечивают работу электронных систем аппарата.
Чаще всего используются кремниевые солнечные батареи и фотопреобразователи на основе систем A3B5 (на основе элементов 3 и 5 групп периодической таблицы). Однако они имеют целый ряд существенных недостатков: большой вес и, как следствие, низкую удельную энергопроизводительность. Они хрупкие и малостабильные по отношению к действию ионизирующего излучения.
От потока высокоэнергетичных частиц хорошо защищает инкапсуляция, а вот от гамма-лучей защититься сложно ввиду их высокой проникающей способности. Образование и накопление дефектов в кристаллической структуре классических неорганических полупроводников приводит к ухудшению их электронных свойств и быстрому падению эффективности солнечных батарей.
В последние два десятилетия значительное внимание привлекают органические солнечные батареи, которые являются легкими, гибкими и обеспечивают рекордные удельные энергопроизводительности (10-20 Вт/г). Перечисленные характеристики указывают на перспективы применения органических солнечных батарей в космосе, однако радиационная стабильность этого типа устройств на сегодняшний день малоизучена.
Ранее группа исследователей под руководством профессора Сколтеха Павла Трошина изучила радиационную стабильность перовскитных солнечных батарей и показала, что используемые на сегодняшний день комплексные галогениды свинца недостаточно устойчивы к ɣ-лучам для применения в космосе. А вот для органических солнечных батарей результаты оказались куда более оптимистичными ‒ в своем последнем исследовании ученые продемонстрировали для них превосходную радиационную стабильность.
«Выбранные для исследования карбазолсодержащие сопряженные полимеры обеспечивают длительный срок эксплуатации и приемлемые эффективности преобразования света солнечных батарей в стандартных условиях на поверхности Земли, что мы показали еще в 2015 г. В данной работе мы изучили поведение двух модельных фуллерен-полимерных систем под действием ɣ-лучей. Одна из систем показала фактически рекордную радиационную стабильность, сохранив более 80% от начальной эффективности (к.п.д.) солнечных батарей после облучения дозой 6500 Грей!
Расчеты показывают, что такие дозы радиации спутники получают на околоземной орбите за более чем 10 лет. Хочу заметить, что это лишь один из первых наших результатов в этой области. Мы продолжаем наши исследования и рассчитываем создать еще более стабильные и эффективные органические солнечные батареи для космоса», – рассказывает первый автор опубликованной работы Илья Мартынов.
Обнаруженная высокая радиационная стабильность органических солнечных батарей на основе карбазолсодержащих сопряженных полимеров указывает на значительные перспективы их практического использования в космосе. Ввиду своей легкости, гибкости и высокой удельной энергопроизводительности, полимерные солнечные батареи позволят существенно снизить балластный вес спутников и увеличить полезную нагрузку.
«Крайне интересной является также перспектива развертывания в космосе «солнечных парусов» на основе гибких пластиковых солнечных батарей, что позволит значительно повысить мощность фотоэлектрических преобразователей спутников», ‒ рассказывает руководитель исследования Павел Трошин.
Telegram 
Дзен 
VK Мезозавры стали одними из первых позвоночных, которые вернулись в моря вскоре после выхода их предков на сушу. Они жили в конце палеозоя (накануне величайшего пермского вымирания) у берегов южного континента Гондвана — им соответствует современные Африка и Южная Америка. Мезозавров обычно считают небольшими, в среднем 0,7 метра в длину, однако новая статья в Fossil Studies описала гигантский образец из уругвайских лагерштеттов. Согласно оценкам, он был втрое длиннее большинства известных мезозавров.
В 1970-1980-х годах американский нейробиолог Бенджамин Либет провел свои знаменитые эксперименты, о которые до сих пор ломают копья не только ученые и философы, но и простые смертные. Эксперименты были посвящены свободе воли. С помощью электроэнцефалограммы Либет наблюдал мозговую активность участников перед тем, как они принимали решение — пошевелить рукой. Выяснилось, что за 0,5-1,5 секунды до этого намерения у них возникала ЭЭГ-активность, предсказывающая это движение. Значит, мозг посылает сигнал о готовности раньше, чем человек осознает это, то есть никакой свободы воли у нас нет! Неудивительно, что эксперименты породили массу споров, и в дальнейшем их результаты частично опровергли (в том числе в прошлом году российские специалисты из НИУ ВШЭ). Несмотря на это, многие ведущие мировые ученые до сих пор уверены: свободы воли не может быть по определению. О доводах в пользу этого аргумента, а также об эксперименте «Вышки» против него, как наказывать преступников и есть ли смысл хвалить кого-то за достижения, если свободы воли нет, рассказал координатор исследования, участник проекта «Я пошел в науку», ведущий научный сотрудник Института когнитивных нейронаук НИУ ВШЭ Василий Ключарев.
Чтобы объяснить временные затмения у таких звезд, как Бетельгейзе, астрономы разработали 3D-модель, отражающую процессы конвекции и «пульсации» (регулярные колебания яркости) красных сверхгигантов, масса которых примерно в 8-35 раз превышает массу Солнца. Результаты нового исследования объясняют механизм формирования молекулярных облаков, затемняющих звездные диски этих светил.
Мезозавры стали одними из первых позвоночных, которые вернулись в моря вскоре после выхода их предков на сушу. Они жили в конце палеозоя (накануне величайшего пермского вымирания) у берегов южного континента Гондвана — им соответствует современные Африка и Южная Америка. Мезозавров обычно считают небольшими, в среднем 0,7 метра в длину, однако новая статья в Fossil Studies описала гигантский образец из уругвайских лагерштеттов. Согласно оценкам, он был втрое длиннее большинства известных мезозавров.
В 1970-1980-х годах американский нейробиолог Бенджамин Либет провел свои знаменитые эксперименты, о которые до сих пор ломают копья не только ученые и философы, но и простые смертные. Эксперименты были посвящены свободе воли. С помощью электроэнцефалограммы Либет наблюдал мозговую активность участников перед тем, как они принимали решение — пошевелить рукой. Выяснилось, что за 0,5-1,5 секунды до этого намерения у них возникала ЭЭГ-активность, предсказывающая это движение. Значит, мозг посылает сигнал о готовности раньше, чем человек осознает это, то есть никакой свободы воли у нас нет! Неудивительно, что эксперименты породили массу споров, и в дальнейшем их результаты частично опровергли (в том числе в прошлом году российские специалисты из НИУ ВШЭ). Несмотря на это, многие ведущие мировые ученые до сих пор уверены: свободы воли не может быть по определению. О доводах в пользу этого аргумента, а также об эксперименте «Вышки» против него, как наказывать преступников и есть ли смысл хвалить кого-то за достижения, если свободы воли нет, рассказал координатор исследования, участник проекта «Я пошел в науку», ведущий научный сотрудник Института когнитивных нейронаук НИУ ВШЭ Василий Ключарев.
В прошлом году ученые выяснили, что ускорение расширения Вселенной замедляется, и это может коренным образом изменить ее судьбу. А еще они открыли новый класс патогенов.Не бактерию и не вирус, а вообще до такой степени непонятно что, что назвали ее «обелиск». Кстати, живут они непосредственно внутри вас. Но это еще не все тревожащие новости: согласно генетикам, распространение земледелия и цивилизации шло через геноцид. Кажется, это объясняет великую загадку того, почему эти три явления стали так распространены на нашей планете. Это и многое другое — в научных итогах года от Naked Science.
Ученые из Троицкого института инновационных и термоядерных исследований, МФТИ и МЭИ совершили значительный прорыв в области защиты материалов от экстремальных тепловых нагрузок, характерных для условий управляемого термоядерного синтеза.
Согласно популярному утверждению, человеческая мысль — едва ли не самое быстрое, что существует в природе. Даже свет многие считают менее быстрым, поскольку он распространяется со скоростью 300 тысяч километров в секунду, а мысль — «мгновенно». Однако новое исследование опровергло бытовую логику. Ученые из Калтеха измерили скорость, с которой человек обрабатывает информацию, и обнаружили, что основные когнитивные процессы во много раз медленнее не только распространения света, но и низкоскоростного интернета.
С какого возраста зооврачи считают собак престарелыми? Это недавно выяснили исследователи из Великобритании и Венгрии, проанализировав карты пациентов ветеринарных клиник. Также ученые установили, от каких проблем со здоровьем чаще страдают пожилые питомцы.
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
Понятно
Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.
Понятно
Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.
Понятно
Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.
Понятно
Мы скоро прочитаем его и свяжемся с Вами по указанной почте. Спасибо за интерес к проекту.
Понятно
Последние комментарии