Graphen war Gegenstand von Forschungsprogrammen an zahlreichen akademischen Einrichtungen auf der ganzen Welt in Bezug auf die Vorteile für erneuerbare Energien, z. Universitäten Manchester und Abu Dhabi Anfang dieses Jahres. Das Material besteht im Wesentlichen aus einer einzelnen Schicht von Kohlenstoffatomen, die in einer Gitterstruktur angeordnet sind, aus der es besteht. 10 mal stärker als Stahl aber 1000-mal leichter als ein Blatt Papier . Es hat ein großes Potenzial für die Entwicklung elektrischer Komponenten und Geräte und anderer Gegenstände, von Sensoren und Batterien bis hin zu Ionenaustauschermembranen mit einer Reihe potenzieller Anwendungen, einschließlich Energie, Verteidigung und Wasseraufbereitung.
In Bezug auf potenzielle Vorteile für erneuerbare Energien haben Forscher herausgefunden, dass es Energie besser halten kann als Graphit, was bedeutet, dass es zur Speicherung von Batterieenergie, in Elektrofahrzeugen und in Brennstoffzellen verwendet werden kann. Es kann auch zur Entwicklung von Anti-Energie verwendet werdenReflexionsbeschichtungen für Solarzellen.
In jüngerer Zeit haben Forscher der Ocean University of China in Qingdao entdeckt, dass Graphen auch zur Energieerzeugung beitragen kann. von Regentropfen . Dies kann erreicht werden, da Regen nicht nur aus Wasser besteht, sondern auch eine Reihe von Salzen enthält, die in positive und negative Ionen aufgeteilt werden können. Dies bedeutet wiederum, dass eine einfache chemische Reaktion zur Nutzung genutzt werden kannEnergie, bei der Graphen verwendet wird, um die positiv geladenen Ionen, zu denen Natrium, Calcium und Ammonium gehören, abzutrennen, um Elektrizität zu erzeugen. Wenn ein Regentropfen auf der Oberfläche eines Solarmoduls sitzt, können die verschiedenen darin enthaltenen Salze normalerweise a erzeugenAnzahl der unausgeglichenen Ladungen. Die Elektronen, die mit positiv geladenen Ionen binden, erzeugen einen Effekt, der als Lewis-Säure-Base-Wechselwirkung bekannt ist.
Theoretisch ist die Menge an Energie, die an bewölkten Tagen erzeugt wird, geringer, als wenn sie an sonnigen Tagen erzeugt wird, wenn Forscher eine entwickeln können. Allwettersolarzelle das Strom aus Regen erzeugt, würde erheblich zur Steigerung der aktuellen Effizienz von Solarmodulen beitragen.
Die Tests befinden sich noch in einem frühen Stadium, aber die Ergebnisse sind vielversprechend. Die Forscher haben es geschafft, während der Forschung Hunderte von Mikrovolt zu erzeugen und dies zu erreichen. 6,53 Wirkungsgrad der Umwandlung von Solar in Elektrizität aus einem kundenspezifischen Solarpanel. Dabei wurde einer sensibilisierten Solarzelle eine Graphenschicht hinzugefügt, die dann auf einen transparenten Träger aus Indiumzinnoxid und Kunststoff aufgebracht wurde. Dadurch konnte die Zelle sowohl aus Sonnenschein als auch aus Regen Strom erzeugen.
Im Wesentlichen binden die positiven Ionen an das Graphen und bilden eine Doppelschicht, die als Pseudokondensator bezeichnet wird. Die Energiedifferenz zwischen den beiden Schichten kann zur Erzeugung eines elektrischen Stroms verwendet werden. Das Problem besteht darin, dass die Ionen in vorhanden sindRegentropfen in geringen Konzentrationen, daher stellt sich dort die Frage, wie aus so geringen Konzentrationen genügend Strom erzeugt werden kann. Die Forscher arbeiten nun daran und untersuchen, wie die Technologie die Vielfalt der im Regen vorkommenden Ionen bewältigen kann.
Andere Möglichkeiten zur Verwendung von Graphen zur Steigerung der Menge an erneuerbarer Energie aus Sonnenenergie sind die Schaffung eines Materials, das Umgebungswärme und Licht absorbieren kann. Dies könnte wiederum dazu führen, dass Sonnenkollektoren aus diffusem Sonnenlicht in Innenräumen Strom erzeugen.
Die aktuelle Studie kann in der Zeitschrift eingesehen werden. Angewandte Chemie .