石墨烯層可以讓太陽(yáng)能電池在下雨時(shí)發(fā)電嗎？
來(lái)源：寶鄂實(shí)業(yè)
2019-04-07 07:45
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太陽(yáng)能正在崛起。近年來(lái)，許多技術(shù)進(jìn)步使太陽(yáng)能電池變得非常高效和廉價(jià)。一個(gè)很大的缺點(diǎn)是，下雨的時(shí)候太陽(yáng)能電池不能發(fā)電。然而，這種情況可能會(huì)改變:在《Angewandte Chemie》雜志上，中國(guó)研究人員現(xiàn)在介紹了一種制造全天候太陽(yáng)能電池的新方法，這種電池由陽(yáng)光和雨滴觸發(fā)。
為了將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為電能，來(lái)自中國(guó)海洋大學(xué)(青島)和云南師范大學(xué)(昆明)的研究小組開(kāi)發(fā)了一種高效染料敏化太陽(yáng)能電池。為了讓雨水也能發(fā)電，他們?cè)陔姵厣贤苛艘粚痈〉氖┍∧ぁ?/div>
石墨烯是一種二維形式的碳，其中原子以蜂窩狀排列。石墨經(jīng)過(guò)氧化、剝落和隨后的還原，很容易制備。石墨烯的特點(diǎn)是其不尋常的電子特性:它導(dǎo)電，并且富含電子，電子可以在整個(gè)石墨烯層中自由移動(dòng)(離域)。在水溶液中，石墨烯可以將帶正電的離子與其電子結(jié)合(路易斯酸堿相互作用)。這一特性在石墨烯基工藝中用于去除溶液中的鉛離子和有機(jī)染料。
這一現(xiàn)象啟發(fā)了唐群偉的研究人員使用石墨烯電極從雨滴的沖擊中獲取能量。雨滴不是純凈水。它們含有分解成正離子和負(fù)離子的鹽。帶正電的離子，包括鈉離子、鈣離子和銨離子，可以與石墨烯表面結(jié)合。在雨滴與石墨烯的接觸點(diǎn)，水被富集成正離子，石墨烯被富集成離域電子。這就產(chǎn)生了由電子和帶正電離子組成的雙層結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)被稱為偽電容器。與此現(xiàn)象相關(guān)的電勢(shì)差足以產(chǎn)生電壓和電流。
