Khoa học kỹ thuật và công nghệ

Pin mặt trời có thể sản xuất điện ngay cả khi trời mưa nhờ lớp phủ graphene (15/04/2016)

Lớp phủ graphene có thể cho phép pin năng lượng mặt trời sản xuất điện ngay cả khi trời mưa. Trong những năm gần đây, việc sử dụng năng lượng mặt trời ngày càng gia tăng. Nhiều tiến bộ kỹ thuật đã làm cho pin năng lượng mặt trời khá hiệu quả và giá thành có thể chấp nhận được. Một bất lợi lớn chưa được khắc phục đó là trong thực tế, pin năng lượng mặt trời không thể sản xuất điện khi trời mưa. Tuy nhiên, điều này có thể thay đổi khi các nhà nghiên cứu Trung Quốc mới đây đã giới thiệu một phương pháp mới để pin mặt trời có thể sản xuất điện trong mọi điều kiện thời tiết, cả khi trời nẵng cũng như trời mưa.

Để có thể sản xuất điện ngay cả khi trời mưa, nhóm nghiên cứu đã phủ pin năng lượng mặt trời bằng một màng graphene siêu mỏng. Ảnh: ResearchSEA

Để chuyển đổi năng lượng mặt trời thành điện năng, nhóm nghiên cứu từ Đại học Hải dương Trung Quốc (Thanh Đảo) và Đại học Sư phạm Vân Nam (Côn Minh, Trung Quốc) đã phát triển thành công pin năng lượng mặt trời hữu cơ sử dụng chất màu nhạy sáng (DSSC) hiệu suất cao. Để có thể sản xuất điện ngay cả khi trời mưa, họ phủ pin bằng một lớp màng graphene siêu mỏng.

Graphene là một hình thức hai chiều của carbon trong đó các nguyên tử liên kết với nhau theo hình tổ ong. Có thể được chế tạo graphene dễ dàng thông qua các quá trình oxy hóa, tách lớp và tiếp tục làm mỏng lớp graphit. Graphene được đặc trưng bởi các tính chất điện tử khác thường của nó: Nó dẫn điện và giàu electron và electron có thể di chuyển tự do trên toàn bộ lớp graphene. Trong trường hợp gặp nước nước, theo thuyết tương tác dựa vào axit của Lewis, graphene sẽ liên kết các ion tích điện dương với các electron của nó. Tính chất này được sử dụng trong các quy trình dựa vào graphene để loại bỏ các ion chì và thuốc nhuộm hữu cơ từ các dung dịch.

Các giọt nước mưa chứa muối có thể phân tách thành các ion dương và âm. Các ion tích điện dương, bao gồm natri, canxi và các ion amoni, có thể bám chặt vào bề mặt graphene. Tại điểm tiếp xúc giữa giọt nước mưa và graphene, nước trở nên giàu ion dương và graphene trở nên giàu các electron chưa liên kết. Điều này dẫn đến việc hình thành một lớp kép với electron và các ion mang điện tích dương. Lớp kép trong trường hợp này được coi là một giả tụ điện. Sự khác biệt về điện thế giữa hai lớp sẽ tạo ra điện áp và dòng điện.

Nguồn: vista.gov.vn (Theo Sciencedaily)