下雨天，石墨烯和太陽(yáng)能發(fā)電更配？
來源：寶鄂實(shí)業(yè)
2019-04-07 07:46
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作為新能源的重要組成部分，太陽(yáng)能一直是清潔能源的熱門領(lǐng)域。近些年來，一些先進(jìn)的技術(shù)被開發(fā)出來，制造高效并且高性價(jià)比的太陽(yáng)能電池。然而，太陽(yáng)能電池仍然存在一個(gè)巨大的劣勢(shì)，就是下雨天無法發(fā)電。
當(dāng)應(yīng)用了石墨烯以后，這一問題有望得到改變。近期，來自中國(guó)海洋大學(xué)Qunwei Tang教授課題組在《AngewandteChemie》上發(fā)表論文，報(bào)告創(chuàng)造全天候太陽(yáng)能電池的可能方法，無論是有太陽(yáng)，還是下雨的時(shí)候。
中國(guó)海洋大學(xué)Qunwei Tang教授課題組和云南師范大學(xué)PeizhiYang教授課題組開發(fā)出高效燃料敏化太陽(yáng)能電池。為了使得電池能在雨天發(fā)電，他們?cè)谔?yáng)能電池單元上涂覆了一層極薄的石墨烯薄膜。
在水溶液中,石墨烯的電子可以和帶正電的離子結(jié)合(路易斯酸堿相互作用)。該屬性被用于石墨烯基的工藝來去除溶液中的鉛離子和有機(jī)染料。
該現(xiàn)象啟發(fā)了Qunwei Tang教授課題組，用石墨烯電極從水滴沖擊力中獲得能量。雨滴并不是純凈水，它含有鹽，能分離成正負(fù)離子。帶正電荷的離子,包括鈉、鈣、和銨離子，可以結(jié)合到石墨烯表面。在雨滴和石墨烯接觸時(shí)，水中的正離子變得更豐富，石墨烯中的離域電子變得豐富。這導(dǎo)致了正離子和負(fù)離子的分層,非常像電容器儲(chǔ)能一樣，這被稱為贗電容。而這種現(xiàn)象足以產(chǎn)生電壓和電流。
增加了石墨烯的顏料敏化電池，然后放在柔性，透明的銦錫氧化物塑料上。柔性太陽(yáng)能電池的光電轉(zhuǎn)化效率高達(dá)6.53%，它能在模擬雨水的環(huán)境下產(chǎn)生數(shù)百微伏的電力。
論文第一作者Qunwei Tang教授稱，未來的太陽(yáng)能電池將能在任何天氣條件下產(chǎn)生電力。
未來的研究將聚焦在如何處理中水中的各種離子，以及如何從低濃度的離子的常見雨中中發(fā)電。
