鉅大LARGE | 點擊量:1175次 | 2021年04月22日
下雨天,石墨烯和太陽能發電更配?
作為新能源的重要組成部分,太陽能一直是清潔能源的熱門領域。近些年來,一些先進的技術被開發出來,制造高效并且高性價比的太陽能電池。然而,太陽能電池仍然存在一個巨大的劣勢,就是下雨天無法發電。
當應用了石墨烯以后,這一問題有望得到改變。近期,來自我國海洋大學QunweiTang教授課題組在《AngewandteChemie》上發表論文,報告創造全天候太陽能電池的可能方法,無論是有太陽,還是下雨的時候。
我國海洋大學QunweiTang教授課題組和云南師范大學PeizhiYang教授課題組開發出高效燃料敏化太陽能電池。為了使得電池能在雨天發電,他們在太陽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合(路易斯酸堿相互用途)。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染料。
該現象啟發了QunweiTang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,能分離成正負離子。帶正電荷的離子,包括鈉、鈣、和銨離子,可以結合到石墨烯表面。在雨滴和石墨烯接觸時,水中的正離子變得更豐富,石墨烯中的離域電子變得豐富。這導致了正離子和負離子的分層,非常像電容器儲能相同,這被稱為贗電容。而這種現象足以出現電壓和電流。
充電溫度:0~45℃
-放電溫度:-40~+55℃
-40℃最大放電倍率:1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
新增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。柔性太陽能電池的光電轉化效率高達6.53%,它能在模擬雨水的環境下出現數百微伏的電力。
論文第一作者QunweiTang教授稱,未來的太陽能電池將能在任何天氣條件下出現電力。
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電。
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