Eine ganz besondere Form der Regenwassernutzung haben chinesische Wissenschaftler entwickelt: Speziell beschichtete Solarzellen produzieren auch bei Regen Strom.
Fester als Stahl, härter als Diamant
Dafür haben die Wissenschaftler der Ocean University of China (Qingdao) um Prof. Qunwei Tang – gemeinsam mit Forschern der Yunnan Normal University (Kunming) – die Solarzellen mit einem transparenten Film aus Graphen beschichtet. Bei Graphen handelt es sich um zweidimensionalen Kohlenstoff, dessen Eigenschaften Materialforscher seit seiner Entdeckung in Staunen versetzen. Das Material ist leitfähiger als Silizium oder Kupfer, extrem dünn, biegsam und durch die starken Verbindungen der einzelnen Kohlenstoffatome fester als Stahl und härter als Diamant.
Mehr Einsatzgebiete für Photovoltaik
Trifft ein Regentropfen auf die Kohlenstoffschicht, binden sich die positiv geladenen Ionen im Wasser an das Graphen. Auf der Solarzelle entsteht dann ein sogenannter Pseudokondensator mit einer Doppelschicht aus Elektronen innerhalb des Graphens einerseits und positiv geladenen Ionen aus dem Regenwasser andererseits. Die damit verbundene elektrische Potentialdifferenz reicht aus, um eine Spannung und einen Stromfluss zu erzeugen. Zwar ist der Wirkungsgrad von 6,5 Prozent noch gering, im Vergleich zu rund 20 Prozent bei einer herkömmlichen Solarzelle. Doch in Zukunft, so hoffen die Forscher, könnten mit Graphen beschichtete Module dort eingesetzt werden, wo die Solartechnik aufgrund der Wetterverhältnisse bisher noch nicht ausreichend rentabel schien.
Originalpublikation: Q.Tang, X. Wang, P. Yang, B. He, A Solar Cell That Is Triggered by Sun and Rain, Angew. Chem., online publiziert am 21. März 2016 – DOI: 10.1002/ange.201602114