3D-графен станет полноценной заменой платины в солнечных батареях

Фотоэлектрические панели на основе сенсибилизированных красителей являются тонкими, простыми в изготовлении и неплохо преобразуют солнечный свет в электричество. Однако в их состав ключевым ингредиентом входит платина, а использование даже мельчайших количеств этого металла при цене в $1500 за унцию оборачивается значительным ростом себестоимости.

Решение, предложенное профессором материаловедения Мичиганского технологического университета, предусматривает применение вместо платины недорогого нового материала, представляющего собой трехмерную модификацию графена.

Для синтеза гексагональной 3D-структуры использовалась химическая реакция с образованием из оксида лития и моноксида углерода карбоната лития (Li₂CO₃) и графена. Присутствие Li₂CO₃ помогало изолировать графеновые плоскости одну от другой и придавало им нужную форму, препятствуя образованию привычного 2D-материала. На завершающем этапе процесса частицы карбоната лития легко удалялись из объемной решетки 3D-графена под воздействием кислоты.

Исследования продемонстрировали отличную проводимость и высокую каталитическую активность нового материала. При использовании его в качестве интегрирующего электрода в солнечном элементе на сенсибилизированных красителях, коэффициент преобразования солнечной энергии составил 7,8%, т.е. по эффективности модернизированная батарея практически не уступает платиновой (8%).

Статья по итогам исследования, «3D Honeycomb-Like Structured Graphene and Its High Efficiency as a Counter-Electrode Catalyst for Dye-Sensitized Solar Cells», опубликована онлайн в международном издании журнала Angewandte Chemie.

Ready, set, buy! Посібник для початківців - як придбати Copilot для Microsoft 365