Prijevoz materijala u svemir izuzetno je skup – jedan kilogram do Mjeseca košta milijun eura. Stoga ima smisla koristiti resurse dostupne na licu mjesta. U tu svrhu, istraživački tim pod vodstvom dr. Felixa Langa sa Sveučilišta u Potsdamu i dr. Stefana Linkea s Tehničkog sveučilišta u Berlinu kombinirao je lunarni regolit s ultratankim perovskitom kako bi proizveo učinkovite lunarne solarne ćelije. Ovaj obećavajući hibridni pristup mogao bi omogućiti jednostavnu, skalabilnu proizvodnju solarnih ćelija na Mjesecu za napajanje budućih lunarnih staništa ili čak gradova.
Buduća lunarna naselja zahtijevat će mnogo energije. Budući da Mjesec nema atmosferu, Sunce je idealan izvor energije za proizvodnju električne energije iz fotonaponskih sustava. U svojoj studiji, Julian Mauricio Cuervo Ortiz sa Sveučilišta u Potsdamu i Juan Carlos Ginés Palomares s Tehničkog sveučilišta u Berlinu, zajedno s kolegama, istraživali su lunarne solarne ćelije na bazi perovskita koje koriste regolit - obilnu sirovinu na Mjesecu - kao podlogu za fotoaktivne slojeve. To eliminira potrebu za transportom do 99 posto težine materijala potrebnih za proizvodnju solarnih ćelija na Mjesecu. Dva istraživača na početku karijere prvi su autori članka, koji je danas objavljen u časopisu "Device".
„Vrhunac naše studije je to što možemo izravno iz lunarnog regolita izdvojiti staklo potrebno za naše solarne ćelije bez ikakve obrade“, kaže voditelj projekta Felix Lang, koji vodi Freigeistovu juniorsku istraživačku grupu koju financira VW Zaklada na Institutu za fiziku i astronomiju. „Nadalje, proces je skalabilan, što nam omogućuje proizvodnju solarnih ćelija s minimalnom opremom i vrlo niskim unosom energije“, dodaje. Novi poluvodički materijal perovskit ima prednost što se može izdvojiti iz otopine, kovan je i posebno otporan na zračenje, svjetlost i temperaturne fluktuacije, koje igraju glavnu ulogu na površini Mjeseca.
Lunarni regolit je rastresiti materijal, od lomljenog kamenja do fine prašine, koji prekriva cijeli Mjesec, a nastao je tijekom milijardi godina udarima meteorita. Sastoji se prvenstveno od SiO2, Al2O3 i CaO, s malim količinama metalnih oksida. Na temelju sastava stvarnih lunarnih uzoraka iz misija Apollo, na Tehničkom sveučilištu u Berlinu proizveden je prah za simulaciju regolita. Kada se rastali, može se koristiti za izradu stakla. Budući da se sastav regolita razlikuje ovisno o lunarnoj regiji, staklo može biti svjetlije ili tamnije boje. Sukladno tome, više je ili manje prozirno za sunčevu svjetlost.
Solarne ćelije koje su istraživači testirali imaju slojevitu strukturu, s podlogom i pokrovnim slojem izrađenim od lunarnog stakla, a međuslojem od perovskita. „Ove solarne ćelije zahtijevaju poluvodičke slojeve debljine samo 500 do 800 nanometara, tako da bi jedan kilogram perovskitne sirovine sa Zemlje mogao proizvesti 400 četvornih metara solarnih ćelija na Mjesecu“, sažima Lang. Ipak, razvoj prve lunarne perovskitne solarne ćelije bio je težak: „U početku nije bilo jasno možemo li ih proizvesti s dovoljnom kvalitetom na nečistom regolitnom lunarnom staklu“, kaže, naglašavajući zapanjujuću stabilnost proizvedenih solarnih ćelija protiv kozmičkog zračenja - što je bitan preduvjet za stabilnu opskrbu energijom na Mjesecu.
Izvorna publikacija
Julián Mauricio Cuervo-Ortiz, Juan Carlos Ginés Palomares, Sercan Ozen, Enrico Stoll, Stefan Linke, Felix Lang i dr. (2025), Mjesečev fotonapon koji koristi lunarni regolit i halid perovskite, Uređaj
Pročitajte i
Projekt "MoorPower" istražuje učinke solarne energije na ponovno navlažena tresetišta | Pugnalom
Pametna inovacija: Rolete zatamnjuju i istovremeno osiguravaju energiju | Pugnalom
