新的3D石墨烯材料 - 太阳能电池中铂金的廉价替代品

时间：2021-09-14 13:25:03 来源：

3D蜂窝结构石墨烯的场发射扫描电子显微镜（FESEM）图像。新型材料可以用几乎没有发电能力丢失，更换染料敏化太阳能电池中的铂。惠王形象

研究人员团队开发了一种具有蜂窝状结构的3D石墨烯材料，可以取代染料敏化太阳能电池中的铂，而不会降低其效率。

最有希望的太阳能电池之一具有一些缺点。密歇根技术大学的科学家可能会克服其中一个。

染料敏化太阳能电池薄，柔韧，易于制造，非常善于转动阳光进入电力。然而，一个关键的成分是行星上最昂贵的金属之一：铂。虽然只需要少量少量，但每盎司1,500美元，银色金属的成本仍然很大。

云恒虎，查尔斯和卡罗尔Mcarthur材料科学与工程教授，已经开发出一种新的廉价材料，可以取代太阳能电池的铂金，而不会降低它们的效率：3D石墨烯。

正则石墨烯是一种着名的二维碳形式，只是分子或如此厚。胡锦涛和他的团队发明了一种新颖的方法来用蜂窝状结构综合唯一的3D版本。为此，它们在形成碳酸锂（Li 2 CO 3）和蜂窝石墨烯的化学反应中将氧化物与一氧化碳组合。Li2CO3有助于塑造石墨烯片并将它们彼此隔离，防止形成园林多晶硅石墨。此外，Li 2 CO 3颗粒可以通过酸从3D蜂窝结构石墨烯容易地除去。

研究人员确定3D蜂窝石墨烯具有优异的导电性和高催化活性，提高其可用于储能和转化的可能性。因此，它们在染料敏化太阳能电池中取代了铂计数器电极，用3D蜂窝石墨烯制成。然后他们将太阳能电池放在阳光下并测量其输出。

具有3D石墨烯对电极的电池将7.8％的太阳能转换为电力，几乎与常规的太阳能电池一样多，使用昂贵的铂（8％）。

Hu的说，合成3D蜂窝石墨烯既不昂贵也不难以困难，并使其进入一个对电极没有特殊的挑战。

该研究得到了美国化学学会石油研究基金（PRF-51799-ND10）和国家科学基金会（NSF-CBET-0931587）资助。本文描述了工作的作品，“3D蜂窝状结构石墨烯及其作为染料敏感太阳能电池的反电极催化剂的高效率”，胡锦涛密歇根科技研究生汇王，富兰克林·罗德斯大学达里奥J.Stacchiola Brookhaven国家实验室和密歇根大学Kai Sun，于7月29日在International Edition杂志中在线发布。

出版物：Hui Wang等，“3D蜂窝状结构石墨烯及其作为染料敏化太阳能电池的反电极催化剂”的高效率“angew。化学。，2013年; DOI：10.1002 / ANGE.201303497

图像：惠王

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