石墨烯层可以让太阳能电池在下雨时发电

2019-02-11 09:03:49
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石墨烯层可以让太阳能电池在下雨时发电。

太阳能正在上升。近年来,许多技术进步使得太阳能电池非常有效且价格合理。太阳能电池在下雨时不会产生电力这一事实仍然存在很大的缺点。然而,这可能会改变:在Angewandte Chemie期刊上,中国研究人员现在推出了一种新方法,用于制造由阳光和雨滴引发的全天候太阳能电池。

为了将太阳能转换为电能,来自中国海洋大学(青岛)和云南师范大学(中国昆明)的团队开发了一种高效的染料敏化太阳能电池。为了让雨水也能发电,他们用薄薄的石墨烯薄膜涂覆了这个电池。

石墨烯是二维形式的碳,其中原子键合成蜂窝状排列。它可以通过氧化,剥离和随后的石墨还原而容易地制备。石墨烯的特点是其不寻常的电子特性:它导电并富含电子,可以在整个层(离域)上自由移动。在水溶液中,石墨烯可以使带正电荷的离子与其电子结合(路易斯酸 - 碱相互作用)。该性质用于基于石墨烯的工艺中以从溶液中去除铅离子和有机染料。

这一现象激发了与群群堂合作的研究人员使用石墨烯电极从雨滴的冲击中获取能量。雨滴不是纯净水。它们含有分解成正离子和负离子的盐。带正电的离子,包括钠离子,钙离子和铵离子,可以与石墨烯表面结合。在雨滴和石墨烯之间的接触点处,水变得富含正离子并且石墨烯变得富含离域电子。这导致由电子和带正电荷的离子构成的双层,这是一种称为赝电容器的特征。与该现象相关的电位差足以产生电压和电流。

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