Kauno mokslininkai kuria lengvesnį energijos šaltinį palydovams

Mažiesiems palydovams reikia vis daugiau energijos, tačiau jų masė ir tūris išlieka riboti. Kaune KTU mokslininkų įkurtas startuolis „SantakaPV“ kuria itin plonus, lengvus ir lanksčius perovskitinius saulės elementus, kurie galėtų padėti generuoti daugiau energijos neapsunkinant palydovo sunkesne sistema.

Ši technologija dar ruošiama kosmoso sąlygoms: prieš naudojimą misijose ją reikia išbandyti dėl atsparumo radiacijai ir ilgalaikio stabilumo. Komanda taip pat mato galimybių pritaikyti elementus vartotojų elektronikoje ir daiktų interneto įrenginiuose.

Lengvi elementai spręstų palydovų energijos ir masės dilemą

Mažųjų palydovų daugėja, o jų paskirtis plečiasi: juose montuojami galingesni jutikliai, ryšio ir duomenų apdorojimo sistemos. Dėl to auga energijos poreikis, bet kiekvienas papildomas gramas išlieka svarbus. „SantakaPV“ siekia suderinti didelę generuojamą galią su kuo mažesne saulės sistemos mase.

„Problema, kurią siekiame spręsti, labai konkreti – kaip padidinti palydovui prieinamą energijos kiekį neapkraunant jo sunkesne energijos generavimo sistema“, – sako startuolio finansų vadovė dr. Deimantė Krisiūnė.

Vertinant saulės elementus palydovams, svarbus ne vien jų efektyvumas. Reikšmę turi ir specifinė galia – kiek galios sistema sukuria vienam masės kilogramui. Lankstūs elementai taip pat galėtų leisti kurti kompaktiškai suskleidžiamus saulės masyvus, kurie orbitoje būtų išskleidžiami.

Perovskitai suteikia daugiau galimybių keisti elementų savybes

Silicis tebėra plačiai išplėtota saulės energetikos technologija, o perovskitai domina dėl sparčios pažangos ir galimybės jų savybes pritaikyti skirtingoms naudojimo sąlygoms. KTU mokslininkas ir „SantakaPV“ vadovas dr. Artiom Magomedov teigia, kad perovskitinius elementus galima formuoti ant standžių arba lanksčių pagrindų. Keičiant sluoksnių medžiagų sudėtį ir įrenginio sandarą, galima siekti konkrečiam pritaikymui tinkamų savybių.

„SantakaPV“ dalį funkcinių medžiagų kuria ir sintetina patys. Keisdama jų molekulių struktūrą, komanda siekia gerinti krūvininkų pernašą, mažinti nuostolius ir didinti elementų efektyvumą bei stabilumą. Įmonės vadovas perovskitus apibūdina kaip būdą išplėsti saulės energetikos pritaikymo galimybes, o ne visur pakeisti silicį.

Kosminėms misijoms technologiją dar reikia patikrinti

Šiuo metu komanda yra technologijos kūrimo ir validavimo etape. Laboratorijoje sukaupta patirtis kuriant elementus ir jų funkcines medžiagas, tačiau norint juos naudoti kosmose dar reikia atlikti atsparumo radiacijai ir kitoms kosmoso sąlygoms bandymus bei įvertinti ilgalaikį stabilumą.

Nuo spalio „SantakaPV“ pradėjo vykdyti Europos kosmoso agentūros projektą, kurio tikslas – spręsti vieną iš technologinių iššūkių. Projektas vykdomas KTU vardu, kaip universiteto mokslininkų komandos darbas. Komanda siekia kuo anksčiau nustatyti technologijos silpnąsias vietas ir pereiti prie patikimumo bei atsparumo bandymų.

Galima paskirtis – ir jutikliai, veikiantys patalpų šviesoje

Kosmosas nėra vienintelė numatoma pritaikymo sritis. „SantakaPV“ įžvelgia galimybių naudoti perovskitinius elementus vartotojų elektronikoje ir daiktų interneto įrenginiuose, kur svarbūs mažas svoris, lankstumas arba gebėjimas veikti esant silpnesnei šviesai.

„Perovskitų savybes galima pritaikyti taip, kad jie efektyviai veiktų ne tik saulės šviesoje, bet ir esant patalpų apšvietimui“, – sako A. Magomedov. Ateityje tai galėtų leisti nedideliems jutikliams ar kitai mažos galios elektronikai pasigaminti dalį reikalingos energijos ir rečiau keisti ar įkrauti baterijas.

Šaltinis: BNS