Grafén az új csodaanyag?

A Kaliforniai Egyetem Riverside-i kutatócsoportja megvizsgálta a tiszta grafén „szokásostól eltérő” elektromos tulajdonságait és azt találta, hogy bizonyos konfigurációk esetén az anyag képes áramot generálni anélkül, hogy p-n átmenetre lenne szükség, ez pedig hihetetlenül vékony, rendkívül könnyű, napenergia megkötésre alkalmas eszközöket eredményez.

Az új mérések azt állapították meg, hogy az energia nagy távolságokat tud megtenni a grafén ultravékony rétegeiben. A sok tudós által csak „csodaanyagként” ismert grafén egyedi tulajdonságai a hatszögletű geometrikus formákba rendeződött, egyetlen szénatom vastagságú rétegszerkezetnek köszönhetőek. Ezek közé a tulajdonságok közé tartozik a töltéshordozók kiemelkedő mozgékonysága, és számos folyamatban lévő kutatás vizsgálja a grafént mint lehetséges napelem alapanyagot.

Most a Kaliforniai Egyetem (UCR) Riverside-i kutatócsoportja felfedezte, hogy a bizonyos formákba és konfigurációkba rendezett tiszta grafénben ott rejlik a rendkívül hatékony napelem készítésének lehetősége. A szabványos napelemekben az áram csak a két különböző félvezető anyag csatlakozásánál jön létre. Azonban az UCR kutatói kimutatták, hogy a grafén képes elektromos áramot termelni p-n átmenet nélkül.

„Azt találtuk, hogy a tiszta grafénben a fotóáram olyan különleges körülmények esetén jöhet létre, amikor az egész grafénlemeznek egyáltalán nem áll rendelkezésére elektronikus töltés” – magyarázta az UCR egyetemi docense, Nathaniel Gabor. „A fotoáram generálása nem igényel különleges csatlakozásokat, hanem meglepően egyszerűen, vágással és a grafénlemez szokatlan alakzatokba rendezésével szabályozható, az alakzatok a létraszerű lineáris tömböktől kezdve a keskenyre összehúzott négyszögeken át egészen a kúp alakú és teraszos szélekig terjedhetnek.”

A kutatók által kifejlesztett és a Giant intrinsic photoresponse in pristine graphene (Erőteljes vezetőképesség tiszta grafénben) címmel a „nature nanotechnology” nevű nanotechnológiai szakfolyóiratban publikált eszköz csupán egy atomnyi vastagságú. A csapat úgy véli, hogy mérnöki eszközökkel képesek félig áttetszővé alakítani az anyagot, ez alkalmassá tenné napelemes ablakokban történő alkalmazásra, illetve arra, hogy a napelem modulba további rétegként elhelyezve a fényspektrum más tartományába tartozó fényt kösse meg, írta az mnnsz.hu.

„Az összes ilyen tulajdonság a grafén különleges elektronikus szerkezetének köszönhető” – mondta. „Ebben a »csodaanyagban« a fény energiája hatékonyan konvertálódik elektromos energiává, amelyet ezt követően az anyagon belül figyelemre méltóan hosszú távolságra lehet szállítani.”

Ajánlott tartalom

Az ökoház többet jelent egy hőszivattyúnál és megújuló energiaforrásoknál

Az ökoház többet jelent egy modern berendezésekkel, például hőszivattyúval, szolárpanelekkel és energiavisszanyeréssel ellátott épületnél. Átgondolt projektet jelent, megfelelően kiválasztott építőanyagokkal és energiatakarékos megoldásokkal, amelyek hozzájárulnak a hőveszteség csökkentéséhez. Nézzük meg alaposabban, hogy miként befolyásolják mindezek a ház ökológiai jellemzőit