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下雨天,石墨烯和太阳能发电更配哦!
发布时间:[2021-01-26]  查看次数:

  对于太阳能发电来说,无法在下雨天发电是一个天然的巨大缺陷。来自中国海洋大学和云南师范大学的科学家想到了在下雨天发电的主意。他们利用石墨烯和雨滴中的离子巧妙的产生电压和电流,形成了类似“电容器”的效果。

  
  作为新能源的重要组成部分,太阳能一直是清洁能源的热门领域。近些年来,一些先进的技术被开发出来,制造高效并且高性价比的太阳能电池。然而,太阳能电池仍然存在一个巨大的劣势,就是下雨天无法发电。
  
  当应用了石墨烯以后,这一问题有望得到改变。近期,来自中国海洋大学Qunwei Tang教授课题组在《AngewandteChemie》上发表论文,报告创造全天候太阳能电池的可能方法,无论是有太阳,还是下雨的时候。
  
  中国海洋大学Qunwei Tang教授课题组和云南师范大学PeizhiYang教授课题组开发出高效燃料敏化太阳能电池。为了使得电池能在雨天发电,他们在太阳能电池单元上涂覆了一层极薄的石墨烯薄膜。
  
  在水溶液中,石墨烯的电子可以和带正电的离子结合(路易斯酸碱相互作用)。该属性被用于石墨烯基的工艺来去除溶液中的铅离子和有机染料。
  
  该现象启发了Qunwei Tang教授课题组,用石墨烯电极从水滴冲击力中获得能量。雨滴并不是纯净水,它含有盐,能分离成正负离子。带正电荷的离子,包括钠、钙、和铵离子,可以结合到石墨烯表面。在雨滴和石墨烯接触时,水中的正离子变得更丰富,石墨烯中的离域电子变得丰富。这导致了正离子和负离子的分层,非常像电容器储能一样,这被称为赝电容。而这种现象足以产生电压和电流。
  
  增加了石墨烯的颜料敏化电池,然后放在柔性,透明的铟锡氧化物塑料上。柔性太阳能电池的光电转化效率高达6.53%,它能在模拟雨水的环境下产生数百微伏的电力。
  
  论文第一作者Qunwei Tang教授称,未来的太阳能电池将能在任何天气条件下产生电力。
  
  未来的研究将聚焦在如何处理中水中的各种离子,以及如何从低浓度的离子的常见雨中中发电。
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