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Apr 27, 2024

Caractérisation, stabilité et faisabilité de longs

Scientific Reports volume 12, Numéro d'article : 13518 (2022) Citer cet article 1240 Accès 1 Citations 4 Détails Altmetric Metrics Dans le présent travail, les cellules photogalvaniques ont été étudiées avec

Rapports scientifiques volume 12, Numéro d'article : 13518 (2022) Citer cet article

1240 accès

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Dans le présent travail, les cellules photogalvaniques ont été étudiées en ce qui concerne la photostabilité et l’utilisation à long terme de l’électrolyte à base d’extrait aqueux brut d’épinards sensibilisant pour la récupération de l’énergie solaire. En outre, la nature des composants chimiques présents dans l'électrolyte ancien et photo-décomposé ainsi que leur capacité de génération actuelle n'ont pas non plus été étudiées jusqu'à présent, sinon cela revêt une grande importance pour l'utilisation durable du même électrolyte dans les cellules. Dans des études antérieures, la photogénération de courant à l'état stable pendant environ deux heures à partir de cellules brutes à base d'extrait d'épinards a été démontrée pendant l'éclairage. Mais les données de seulement deux heures de génération de courant en régime permanent ne sont pas suffisantes pour montrer la faisabilité de travailler avec des cellules photogalvaniques. Par conséquent, pour combler cette lacune de recherche due au manque de caractérisation des molécules sensibilisantes de l'extrait brut d'épinards et au manque d'étude sur l'utilisation à long terme de cet électrolyte (extrait brut d'épinards-tensioactif-réducteur-eau alcaline), la présente étude approfondie a été fait. Le spectre observé de l’extrait brut d’épinards ressemble à celui du complexe chlorophylle-protéine, montrant qu’il s’agit du principal composant chimique de l’extrait absorbant la lumière. Un acide fort affecte négativement la photogalvanique de l'extrait et un pH élevé est favorable à l'activité physiologique et photogalvanique de l'extrait. Les spectres de la solution électrolytique photogalvanique d'extrait brut d'épinards illuminé et très ancien-NaOH-Laurylsulfate de sodium (NaLS)-Fructose montrent une absorbance négligeable (540-700 nm) et une absorbance nulle (à 700 nm), suggérant l'absence de chlorophylle en raison de sa photo. -dégradation. Lorsque cet électrolyte photo-dégradé est à nouveau éclairé, la puissance de sortie obtenue est presque égale à celle de l'électrolyte frais éclairé pour la première fois. Le courant observé au temps zéro et après 2641 h à partir du même électrolyte utilisé à long terme est respectivement de 50 mA cm−2 et 40 mA cm−2. Cela signifie que l’extrait d’épinards brut frais, ainsi que l’extrait photodégradé à pH élevé, sont presque également capables de produire de l’électricité.

Un dispositif à cellules photogalvaniques convertit l'énergie solaire en énergie solaire. Une cellule photogalvanique se compose de deux électrodes plongées dans la solution électrolytique à base de photosensibilisateur et de réducteur1,2,3,4. Tous les dispositifs à cellules solaires prometteurs5,6,7, y compris les cellules photogalvaniques, doivent être durables et durables. La durabilité et la durabilité des cellules photogalvaniques revêtent une importance particulière car les molécules photosensibilisatrices sont sujettes à la photo-désintégration. La caractérisation, la stabilité et la faisabilité de l’utilisation à long terme des composants chimiques absorbant la lumière de l’électrolyte aqueux d’extrait d’épinards brut sont d’une importance primordiale, mais la même chose n’a pas été étudiée scientifiquement en photogalvanique. Les photogalvanistes se sont principalement concentrés sur l'utilisation de colorants artificiels/synthétiques photosensibilisants, de réducteurs synthétiques, de tensioactifs synthétiques et d'une solution alcaline/tampon synthétique pour constituer l'électrolyte pour la récupération de l'énergie solaire à travers les cellules photogalvaniques. Certains des systèmes chimiques sensibilisants synthétiques-réducteurs synthétiques signalés sont les suivants: colorant sensibilisant à la thionine-réducteur de fer8, colorant rhodamine B-réducteur de fructose9, colorant Soudan-I-réducteur de fructose10, colorant rouge de bromophénol–réducteur EDTA11, safranine O-EDTA réducteur12, bleu de toluidine. colorant-réducteur de glucose13, colorant bleu de toluidine-Fe(II)réducteur14 et colorant rouge Congo-réducteur de formaldéhyde15.

L’utilisation de colorants sensibilisants synthétiques va à l’encontre de l’objectif ultime de durabilité et de nature renouvelable de la récupération de l’énergie solaire. En outre, la caractérisation des produits de photo-désintégration des molécules sensibilisatrices de colorants constituant l'électrolyte et leur importance dans la génération de courant à travers la cellule ont également échappé à l'attention des chercheurs. Cependant, certaines études sur l'utilisation de ressources durables, renouvelables et naturelles (comme l'extrait d'épinards) pour la récupération de l'énergie solaire au moyen de cellules photogalvaniques ont été rapportées16,17. Des cellules photogalvaniques à base d'extrait aqueux brut d'épinards sensibilisant (une ressource durable, renouvelable et naturelle) - tensioactif laurylsulfate de sodium (NaLS) - réducteur de fructose - électrolyte alcalin NaOH ont été étudiées et rapportées pour la conversion et le stockage de l'énergie solaire à un éclairage faible16 et élevé. intensité17. Mais la caractérisation des matériaux absorbant la lumière présents dans l’extrait aqueux brut d’épinards n’a pas été réalisée dans ces études. En outre, la nature des composants chimiques présents dans l'électrolyte ancien et photo-décomposé ainsi que leur capacité de génération actuelle n'ont pas non plus été étudiées, sinon cela revêt une grande importance pour l'utilisation durable du même électrolyte dans la cellule. Cependant, une photogénération de courant à l'état stable pendant environ deux heures à partir de cellules à base d'extrait d'épinards bruts a été démontrée pendant l'éclairage. Mais les données de seulement deux heures de génération de courant en régime permanent ne suffisent pas pour montrer la faisabilité du fonctionnement des cellules photogalvaniques. Par conséquent, pour combler cette lacune de recherche due au manque de caractérisation des molécules sensibilisantes de l'extrait brut d'épinards et au manque d'étude sur l'utilisation à long terme de cet électrolyte (extrait brut d'épinards-tensioactif-réducteur-eau alcaline), la présente étude approfondie a été fait.