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下雨天,石墨烯和太阳能发电更配?空调移机

2022-10-09
下雨天,石墨烯和太阳能发电更配?

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,来自我国海洋大学QunweiTang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。

我国海洋大学QunweiTang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(路易斯酸碱相互用途)。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。

低温磷酸铁锂电池3.2V 20A
-20℃充电,-40℃ 3C放电容量≥70%

充电温度:-20~45℃
-放电温度:-40~+55℃
-40℃支持最大放电倍率:3C
-40℃ 3C放电容量保持率≥70%

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该现象启发了QunweiTang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,非常像电容器储能相同,这被称为赝电容。而这种现象足以出现电压和电流。

新增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出现数百微伏的电力。

论文第一作者QunweiTang教授称,未来的太阳能电池将能在任何天气条件下出现电力。

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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