3CElectricTin tứcTin tức liên quanGiảm chi phí năng lượng mặt trời với vật liệu nano cacbon
Arnold, phó giáo sư tại Khoa Khoa học Vật liệu và Kỹ thuật tại UW-Madison Mỹ, đã dẫn đầu một nhóm nghiên cứu tập trung vào việc nghiên cứu các vật liệu điện tử tiên tiến cho pin năng lượng mặt trời và thiết bị điện tử bán dẫn. Việc phát triển vật liệu có thể làm giảm chi phí sản xuất điện năng từ năng lượng mặt trời là mục tiêu của nhóm nghiên cứu này. Năng lượng mặt trời là nguồn năng lượng dồi dào, không tạo ra khí thải, không sinh ra tiếng ồn, nhưng việc sử dụng năng lượng mặt trời còn rất hạn chế, trong đó nguyên nhân chính là giá thành sử dụng năng lượng mặt trời còn khá cao, chưa thể ứng dụng rộng rãi trong thực tế.       Năng lượng quang điện được tạo ra khi photon từ mặt trời va đập vào pin năng lượng mặt trời. Vật liệu bán dẫn trong pin năng lượng mặt trời hấp thụ ánh sáng mặt trời, tạo ra điện tích. Sau đó, pin năng lượng mặt trời sẽ tách các điện tích này ra, điện tích dương đi vào một bên, điện tích âm đi vào một bên của pin quang điện (PV) và tạo ra dòng điện. Pin năng lượng mặt trời silic có thể đạt hiệu quả khoảng 25%. Chi phí của pin quang điện này còn khá cao. Một số vật liệu pin PV thay thế khác, chẳng hạn như pin mặt trời màng mỏng, đang được nghiên cứu để thương mại hóa. Tuy nhiên, giá thành năng lượng mặt trời vẫn còn cao. Nhóm nghiên cứu của Amold đã giảm chi phí bằng cách sử dụng một loại vật liệu rẻ hơn. Hiện nay, nhóm nghiên cứu đang tập trung vào vật liệu nano carbon còn gọi là graphene hay ống nano carbon. Vật liệu nano được tổng hợp trong phòng thí nghiệm bằng cách sử dụng một quá trình gọi là ngưng tụ hóa học từ hơi, khi đó các hydrocacbon (như mêtan (CH4) và ethylene (C2H4)) được chuyển đổi thành cacbon tinh khiết. Trong sản xuất graphene, hydrocarbon phản ứng với nhau trên một bề mặt phẳng tạo ra khí hydro (H2) và hình thành graphene (carbon tinh khiết) trên bề mặt. Bằng cách này, các lớp carbon được hình thành liên tục, tạo thành một tấm graphene mỏng. Để sản xuất ống nano carbon, các phản ứng hydrocarbon không diễn ra trên một bề mặt phẳng, tạo thành một ống trụ. Arnold cho biết, carbon là một trong số các chất dẫn điện tốt nhất mà họ từng phát hiện ra và tính chất điện tử của chúng có thể kiểm soát dễ dàng hơn. Chúng hấp thụ năng lượng mặt trời, tương đối ổn định, tổng hợp dễ dàng và là vật liệu rẻ. Nhóm nghiên cứu còn phát hiện ra rằng, các ống nano carbon có đường kính khác nhau hấp thụ các bước sóng ánh sáng khác nhau. Đường kính của ống nano carbon có thể giúp tăng khả năng hấp thụ ánh sáng trong pin năng lượng mặt trời.

Nguồn: Phys.org

SẢN PHẨM