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美国莱斯大学发明新型石墨烯/纳米管阴极用于柔性染料敏化电池
4742 2015-05-15
中国粉体网讯  莱斯大学科学家发明一种新型石墨烯/纳米管阴极,可使廉价柔性的染料敏化太阳能电池更加实用化。莱斯大学材料实验室科学家Jun Lou发明碳纳米管与石墨烯无缝键合的阴极,可替代昂贵和易碎的常用基于铂的阴极材料。

  此发明发表在英国皇家化学协会主办的《化学杂志·材料化学A》在线版上。从1988年起染料敏化太阳能电池得到开发,现已经成为无数高中化学的实验题目。他们使用廉价的从红草莓提取的有机染料,其中包括导电二氧化钛颗粒。从细胞流出的染料吸收光子产生电子供使用;回归线完成到阴极的电路,在阴极与碘基电解质相结合以更新染料。

  同一实验室的博士后研究人员Pei Dong表示,虽然染料敏化太阳能电池的光电转换能力远远不如硅基太阳能电池,但染料敏化太阳能电池还有很多应用优势。“首先染料敏化太阳能电池是低成本,因为可以在一个正常区间制造,无需洁净室。此电池是半透明的,所以可附着于玻璃上,可在昏暗灯光下甚至阴天工作。其次可用于室内。商业化的染料敏化电池可嵌入在计算机键盘、鼠标而不必安装电池。普通室内光线足以令染料敏化电池工作。”

  从2009年化学家Robert Hauge发明生长对齐碳纳米管长束的“飞毯”技术开始,莱斯大学已经获得一系列的纳米技术研究突破。石墨烯/碳纳米管复合物出现在2年前。莱斯化学家James Tour发明从石墨烯无缝过渡到纳米管,此复合物被称为James结,以纪念其发明者。采用化学气相沉积法和顶部催化剂模式生长石墨烯基底。再次加热时,气雾剂中的碳原子附着在催化剂的石墨烯上,它升空并允许新的纳米管生长。当纳米管生长停止,剩余的催化剂(“地毯”)作为一个帽子防止碳纳米管相互纠缠。