2016 április 8
Számtalan eddigi kutatás bebizonyította már a gráfén azon képességét, hogy a napelem cellák teljesítményét javítja. Nemrég egy kínai kutatócsoport felhasználva ezen csoda anyag különleges tulajdonságát egy olyan napelem cella mintapéldányát fejlesztették ki, amely akkor is termel villamos energiát, amikor az esik az eső, amire a klasszikus napelem cellák nem képesek.
A gráfén számos különleges tulajdonsága közé tartozik a vezetőképessége is, mely lehetővé teszi az elektronok szabad közlekedését a felületén. Vizes oldatba helyezve az anyag képesé válik egy pár pozitív töltésű ion illetve egy pár a negatív töltésű elektron megkötésére (Lewis-sav-bázis reakció). Ez a tulajdonság ihlette meg a kutató csoportot egy olyan napelem cella kifejlesztésére, mely nem csak napfény, hanem esőcseppek hatására is képes villamos energiát generálni.
A tiszta vízzel ellentétben, az esőcseppek különböző sókat tartalmaznak, melyek pozitív és negatív töltésű ionokra osztódnak. Amikor a víz a gráfénnal érintkezik, a felületén a pozitív ionok az elektronokkal kötést hoznak létre, létrehozva egy, az elektronok és a pozitív ionok képezte kétrétegű pseudo-kapacitort. A két réteg közötti kapacitás különbség elegendő nagyságú ahhoz, hogy feszültséget és áramot generáljanak.
Enyhén sós vízzel és vékony grafén réteggel bevont, festék-érzékenyített napelemmel végzett laboratóriumi kísérletek bebizonyították ennek az elméletnek a helyességét: sikerült több száz mikro voltot illetve 6,5 % – os energiaátváltási hatékonyságot elérni. A kutatók véleménye szerint további finomítással a folyamatot képessé lehet tenni olyan napelem cellák előállítására mely bármilyen időjárás esetén villamos energiát tud generálni.
Forrás: Wiley – Angewandte Chemie International Edition