idw – Informationsdienst Wissenschaft
Nachrichten, Termine, Experten
Nachrichten, Termine, Experten
Graphen-Schicht könnte Solarzellen Strom bei Regenwetter entlocken
Solarenergie ist im Aufschwung, viele technische Fortschritte haben Solarzellen in den letzten Jahren bereits sehr effektiv und kostengünstig werden lassen. Ein großer Nachteil besteht jedoch nach wie vor: Bei Regenwetter wird kein Strom produziert. Das muss aber nicht so bleiben: Chinesische Forscher stellen in der Zeitschrift Angewandte Chemie einen neuen Ansatz für eine Allwetter-Solarzelle vor, die nicht nur durch Sonnenlicht, sondern auch durch auftreffende Regentropfen angeregt wird.
Für die Umwandlung von Sonnenenergie in Elektrizität entwickelte das Team von der Ocean University of China (Qingdao) und der Yunnan Normal University (Kunming, China) eine sehr effektiv arbeitende Farbstoff-Solarzelle. Damit auch bei Regen Elektrizität erzeugt werden kann, beschichteten sie diese mit einem hauchfeinen transparenten Film aus Graphen.
Graphen ist eine zweidimensionale Kohlenstoffmodifikation aus bienenwabenförmig verknüpften Kohlenstoffatomen. Sie lässt sich gut durch Oxidation von Graphit, Trennung der einzelnen Schichten und anschließende Reduktion herstellen. Graphen zeichnet sich durch seine außergewöhnlichen elektronischen Eigenschaften aus: Es ist elektrisch leitfähig und reich an Elektronen, die über die gesamte Schicht frei beweglich (delokalisiert) sind. In wässriger Lösung kann Graphen zudem mit seinen Elektronen positiv geladene Ionen binden (Lewis-Säure-Base-Wechselwirkungen). Diese Eigenschaft wird z.B. genutzt, um Bleiionen und organische Farbstoffe aus Lösungen zu entfernen.
Dies hat die Forscher um Qunwei Tang inspiriert, Graphen-Elektroden zu verwenden, um Strom aus dem Aufprall von Regentropfen zu gewinnen. Regentropfen sind kein reines Wasser, sondern enthalten Salze, also positiv und negativ geladene Ionen. Die positiv geladenen Ionen, wie Natrium-, Calcium- und Ammonium-Ionen, können an der Graphen-Oberfläche gebunden werden. An der Kontaktstelle zwischen Regentropfen und Graphen reichern sich auf der Wasserseite positive Ionen an, auf der Graphen-Seite frei bewegliche Elektronen. So entsteht eine elektrische Doppelschicht aus Elektronen und positiv geladenen Ionen – ein sogenannter Pseudokondensator. Die damit verbundene elektrische Potentialdifferenz reicht aus, um eine Spannung und einen Stromfluss zu erzeugen.
Angewandte Chemie: Presseinfo 10/2016
Autor: Qunwei Tang, Ocean University of China, mailto:tangqunwei@ouc.edu.cn
Link zum Originalbeitrag: http://dx.doi.org/10.1002/ange.201602114
Angewandte Chemie, Postfach 101161, 69451 Weinheim, Germany.
Wirkungsweise der Allwetter-Solarzelle
(c) Wiley-VCH
None
Merkmale dieser Pressemitteilung:
Journalisten, Lehrer/Schüler, Studierende, Wissenschaftler
Chemie, Elektrotechnik, Umwelt / Ökologie
überregional
Forschungsprojekte, Wissenschaftliche Publikationen
Deutsch
Wirkungsweise der Allwetter-Solarzelle
(c) Wiley-VCH
None
Sie können Suchbegriffe mit und, oder und / oder nicht verknüpfen, z. B. Philo nicht logie.
Verknüpfungen können Sie mit Klammern voneinander trennen, z. B. (Philo nicht logie) oder (Psycho und logie).
Zusammenhängende Worte werden als Wortgruppe gesucht, wenn Sie sie in Anführungsstriche setzen, z. B. „Bundesrepublik Deutschland“.
Die Erweiterte Suche können Sie auch nutzen, ohne Suchbegriffe einzugeben. Sie orientiert sich dann an den Kriterien, die Sie ausgewählt haben (z. B. nach dem Land oder dem Sachgebiet).
Haben Sie in einer Kategorie kein Kriterium ausgewählt, wird die gesamte Kategorie durchsucht (z.B. alle Sachgebiete oder alle Länder).
