Успішний розвиток сонячних елементів з місячного реголіту: нові горизонти для космічної енергетики
Нещодавно науковці з Потсдамського університету здійснили важливе відкриття в галузі космічної енергетики, розробивши технологію виготовлення сонячних батарей безпосередньо з місячного реголіту. Це може стати справжнім проривом для майбутніх космічних місій, що передбачають створення баз на Місяці. Ця технологія може суттєво знизити витрати ресурсів, оскільки замість транспортування енергетичних систем з Землі, їх можна буде виробляти на самій Місяці.
Під керівництвом фізика Фелікса Ланга група вчених протестувала кілька прототипів сонячних елементів, в основі яких лежить місячний реголіт, сплавлений у «місячне скло» та поєднаний з галогенідами перовскітів. Такі складові включають свинець, бром, йод, а також органічні молекули з вуглецю, водню та азоту. Результати досліджень опубліковані в журналі Device та свідчать про те, що, незважаючи на мутність отриманого матеріалу, ефективність найкращих прототипів досягла 12%.
На відміну від традиційних кремнієвих сонячних елементів, які здатні забезпечувати приблизно 26% енергетичної ефективності, перовскітні елементи виявляються значно легшими. Згідно з розрахунками дослідників, для виготовлення сонячного елемента площею 400 квадратних метрів потрібно всього один кілограм перовскиту, що суттєво спрощує справи з доставкою вантажу на Місяць.
Дослідники також наголошують на простоті виробничого процесу: для виплавки «місячного скла» достатньо вогнутого дзеркала та сонячного світла. Один із колег Ланга вже провів експеримент у «польових умовах», підтвердивши, що реголіт дійсно плавиться під дією сфокусованого сонячного проміння.
У разі успіху цієї технології, існує потенціал для виготовлення інших необхідних матеріалів, таких як плитка, зазначив професор Ян Кроуфорд з Лондонського університету Біркбек. Геохімік Майкл Дьюк із Лунно-планетного інституту відзначив, що запровадження технології виробництва на Місяці зробить відправки вантажів у космос більш доступними та ефективними.
Однак, попри перспективи, дослідники стикаються із завданнями підвищення ефективності сонячних елементів. Ланг і його команда працюють над поліпшенням якості «місячного скла», яке можна отримати шляхом видалення заліза з реголіту за допомогою магнітів перед його плавленням. Науковці мають намір розширити цей процес і на інші космічні об’єкти, зокрема, досліджуючи можливість виготовлення аналогічних батарей з марсіанського реголіту.
Ці досягнення можуть сприяти не тільки розвитку місячних баз, а й стати основою для виробництва енергетичних систем для більш віддалених космічних місій. За оцінками експертів, популяризація перовскітних технологій в енергетиці дозволить суттєво знизити вартість енергії, як на Землі, так і в космосі, що відкриває нові горизонти для пригод людства у Всесвіті.
