Платину в солнечных элементах заменили трехмерным графеном

На пути солнечной энергетики много преград, в том числе и экономических. В производстве солнечных ячеек используется один из самых дорогих металлов нашей планеты: платина. Ведь всего за одну унцию (~28,35 грамм) приходится платить 1 тысячу 500 долларов США. Но, похоже, ученые нашли наконец-то способ заменить драгоценную платину дешевым трехмерным графеном.

Ученые из Мичиганского технологического университета Юн Хан Ху, а также Кэролл и Чарльз Мак-Артур разработали новый и, что самое важное, недорогой материал, который назвали 3D-графеном, то есть трехмерным графеном. Он способен заменить платину в солнечных ячейках без потери ими своей эффективности.

Обычный графен является двухмерной формой углерода, толщиной всего в одну молекулу или близко к тому. Ученым удалось синтезировать уникальную трехмерную версию, своей структурой напоминающую пчелиные соты. Для этого они соединили оксид лития с окисью углерода. В результате химической реакции получился карбонат лития (Li2CO3) и графен в форме медовых сот.

Li2CO3 позволяет графеновым листам поддерживать форму и изолирует их друг от друга, предотвращая образование обычного графита. К тому же частицы Li2CO3 могут быть легко удалены из трехмерной сотоподобной структуры графена при помощи кислоты.

Ученые отмечают превосходную электропроводимость и высокую каталитическую активность нового материала. Это позволит использовать его в накопителях и преобразователях энергии. Трехмерным графеном можно заменить платиновые электроды в солнечных элементах. Так и сделали. Элемент питания поместили под солнце и посмотрели на результаты.

Солнечный элемент с электродом из нового трехмерного графена преобразовал в электричество 7,8 % солнечной энергии. У элемента с платиновым электродом результат близкий: 8 %. Процесс синтеза подобного медовым сотам трехмерного графена, как отмечает Юн Хан Ху, не является ни дорогостоящим, ни сложным. Так что особых трудностей на пути внедрения нового материала не предвидится.

Источник: vk.com