Китайские ученые изобрели инновационный материал для подзарядки дронов лазером

Фото из открытых источников

В КНР разработали инновационный материал, позволяющий осуществлять беспроводную подзарядку беспилотных летательных аппаратов с помощью лазерного излучения прямо в воздухе. Согласно публикации в научном издании Matter & Light, китайским ученым удалось создать состав на базе перовскитов, а также наночастиц селена и сурьмы, который демонстрирует предельно высокую эффективность преобразования зеленого лазерного луча в электрический ток.

Данная технология избавит дроны, применяемые для доставки грузов, мониторинга лесных массивов или наблюдения за природными катастрофами, от необходимости приземляться для замены разряженных аккумуляторов.

В течение последних десяти лет научное сообщество создало множество высокопроизводительных солнечных панелей, способных перерабатывать до 30% солнечного спектра в энергию. Значительная доля таких разработок базируется на структурах, родственных минералу перовскиту. Высокая светопоглощающая способность этого вещества обусловлена специфической кристаллической решеткой, состоящей из атомных кубов металлов и кислородных октаэдров.

Исследователи из Китая доказали, что эффективность фотоэлементов можно поднять до 38,5%, если интегрировать перовскитные элементы с разработанным ими термоэлектрическим веществом, содержащим наночастицы сурьмы и селена. Такое сочетание компонентов решает ключевую проблему подобных систем — существенное падение производительности при нагреве устройства.

Новый наноматериал аккумулирует тепло, возникающее при воздействии света на фотоэлемент, и конвертирует его в электричество, обеспечивая при этом более равномерное распределение температуры по поверхности. Это открывает путь к использованию перовскитных батарей не только для улавливания солнечного света, но и для получения энергии из сфокусированных лазерных потоков.

Эффективность метода подтвердили на опытном образце: созданный фотоэлемент интегрировали в конструкцию беспилотника, который успешно подпитывался от зеленого лазера. Эксперименты показали, что один квадратный сантиметр новой разработки генерирует порядка 1,2 ватта, чего вполне хватает для обеспечения одновременно полета и восполнения заряда аккумуляторов БПЛА.