據(jù)物理學(xué)家組織網(wǎng)8月21日(北京時間)報道，美國密歇根理工大學(xué)科學(xué)家宣稱，他們開發(fā)出一種低成本陰極材料，能夠取代此前在染料敏化太陽能電池生產(chǎn)中所必須的貴金屬鉑。相關(guān)研究在線發(fā)表在科技期刊《應(yīng)用化學(xué)(國際版)》上。

染料敏化太陽能電池具有穩(wěn)定性好、理論效率高、工藝簡單、生產(chǎn)過程環(huán)境友好等特點，被認(rèn)為是眾多新型太陽能電池技術(shù)中最有前途的一種。以它為基礎(chǔ)的柔性太陽能電池因柔性好、質(zhì)量輕、易大面積生產(chǎn)，更是近年來研究的一大熱點。但在大規(guī)模推廣和應(yīng)用前，該技術(shù)還有諸多障礙需要掃清。貴金屬鉑便是其中之一。雖然鉑在染料敏化太陽能電池的制造中用量不多，但其每盎司1500美元的價格還是在一定程度上推高了最終產(chǎn)品的售價，為大面積推廣增加了難度。

為此，負(fù)責(zé)此項研究的美國密歇根理工大學(xué)材料與工程學(xué)院教授胡云航(音譯)團隊，專門研制出了一種能夠取代鉑的新材料，研究人員稱其為蜂窩狀3D石墨烯。為制造出這種具有獨特結(jié)構(gòu)的石墨烯材料，胡云航團隊讓氧化鋰與一氧化碳發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，從而生成一種碳酸鋰(Li2CO3)和蜂窩狀石墨烯的混合物質(zhì)。而后，再用酸將整個結(jié)構(gòu)中的碳酸鋰粒子去除，留下蜂窩狀石墨烯。

研究人員發(fā)現(xiàn)，這種蜂窩狀3D石墨烯具有優(yōu)良的導(dǎo)電性能，催化活性高，在能量存儲和轉(zhuǎn)化方面極具潛力。為證實猜想，他們將染料敏化太陽能電池中的鉑電極換成了蜂窩狀3D石墨烯電極。在同樣的日照條件下的實測結(jié)果顯示，采用新材料的太陽能電池光電轉(zhuǎn)化效率達7.8%，與使用鉑的普通染料敏化太陽能電池的8%極為接近。

胡云航說，合成這種蜂窩狀3D石墨烯既不困難也不昂貴，是制造陰極的理想材料。今后還將繼續(xù)研究，以期進一步提高性能。

總編輯圈點

萬能材料非碳莫屬，尤其在石墨烯發(fā)明后。碳元素主導(dǎo)了多姿多彩的生命界還不夠，還想做人工制品的主角——“管你貴金屬，賤金屬，貴或不貴的非金屬，統(tǒng)統(tǒng)下崗”。請看，聲、光、電、力領(lǐng)域前沿的希望之星全是碳材料：碳纖維聲膜、石墨烯光敏件、碳基集成電路、石墨烯超級纖維。如果我們的未來世界真的依賴碳質(zhì)機器，有一點可以放心：不像黃金和白金，烏金是彌漫天地，采擷不盡的。