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碳材料国外前沿最新盘点:激光诱导制备石墨烯 石墨烯太阳能电池将“随处可见”

2017-08-18  2113

1.石墨烯太阳能电池将“随处可见”

(Transparent, flexible solar cells)


【据mit网站7月28日报道】近日,研究人员研发出一种利用石墨烯制造太阳能电池的新技术,这种太阳能电池可以安装在玻璃、塑料、纸张和胶带等的表面上。


该太阳能电池将低成本的有机(含碳)材料与石墨烯电极进行了结合。由有机化合物制成的光伏太阳能电池拥有比现在普遍使用的无机硅太阳能电池更多的优点,例如便宜、易于制造,并且具有柔软、轻量级的特点,摆脱了重量大、材质硬和脆性易折的缺点,因此将更容易运输。


研究人员未来的目标就是在不牺牲透明度的前提下提高石墨烯有机太阳能电池的效率,但这还有很长的路要走。他们现在也正在考虑如何将太阳能电池扩大到覆盖整个窗户和墙壁所需的大面积,这样一来它们可以更有效地发电,同时还能够对人眼保持几乎不可见。



2.化学家利用木材制成激光诱导的石墨烯
(Chemists make laser-induced graphene from wood

【据phys网站7月31日报道】莱斯大学的体育标志是一个由激光诱导的石墨烯镶嵌于大松木板上。莱斯大学的科学家使用工业激光加热木材,并将其转化为高导电石墨烯。Ye说从木材中制造石墨烯打开了一个从非聚酰亚胺材料中合成激光诱导石墨烯的新途径。


与聚酰亚胺材料一样,该进程是使用标准工业激光在惰性气体或者氢气的保护下的室温和常压中进行。另外,改变激光的功率可以改变所诱导的石墨烯的化学成分和热稳定性。70%功率下,激光所诱导的石墨烯称为"P-LIG",P代表松树。


在实验室将P-LIG转化为电极,将水分解为氢气、氧气与超级电容器来储存能量。




3.世界上最小的人造钻石?石墨烯功不可没
(Diamond joins the realm of 2-D thin films, study suggests)

【据sciencenews网站7月31日报道】人们正在进行二维钻石制造。新的证据表明,这种超硬形式的碳可以在称为金刚石的薄膜中锻造。科学家们一直在为创造出与普通石墨烯相对的可以被称之为“钻石”的二维薄膜而努力着。研究发现,用几千倍地球大气压力去压缩一对石墨烯片时,晶体结构会发生变化,这意味着它已经从石墨变成了钻石。


科学家们利用一种叫做拉曼光谱的技术来监测碳晶体的结构,这种方法提供了钻石形成的间接证据。科学家的下一步任务是散射x射线或电子,从而确定它的结构。



4. 莱斯大学开发一种环保催化剂:双面石墨烯电极
(Lab develops dual-surface graphene electrode to split water into hydrogen and oxygen)

【据phys网站8月7日报道】莱斯大学的化学家们发明了一种基于激光诱导石墨烯的催化剂,他可以将水分解成氢和氧。Tour团队表示:“如果把水分解成氢和氧,利用催化系统和风能或太阳能发电,那么所提供的氢气是完全可再生的,并且没有污染物的排放。”而且,燃料电池的效率通常是内燃机的两倍,从而可节省能源。

Rice于2014年介绍道:催化剂是多功能激光诱导石墨烯(LIG)的另一个用途。Tour团队说 LIG分解水的性能,增强了的可比性比许多现有系统更好。这样便可以从远距离的太阳能或风力发电厂中储存化学物质,而不会在运输过程中损耗能量。



5.硼掺杂Q碳材料——高温超导的先行军,室温超导的拓荒者
(Novel boron-doped carbon material heats up superconductivity)

【据materialstoday网站8月7日报道】北卡罗莱纳州立大学材料学院的Jay Narayan教授将碳基材料的超导温度从11K提高到57K,这是经典超导理论中的一次重大突破。


一般常规导体导电时都会有大量的能量损失,但是超导体则几乎没有能量损失。Narayan教授说:“硼掺入Q碳后,材料的铁磁性被抑制,超导性能开始呈现。可喜的是,使用激光脉冲这种先进的制备方法可以使碳中的硼原子含量大大增加,材料保持超导性的温度也会有所提高。Q碳超导体具有非常大的使用价值,它具有透明、超硬、坚韧、生物相容、耐腐蚀等特点,没有哪种材料可以将这么多的特点集中于一体。


6. 科学家研究:由碳纳米结构和染料组成的混合系统的性质
(Scientists investigating properties of hybrid systems consisting of carbon nanostructures and a dye)

【据phys网站8月8日报道】碳纳米结构具有很大的潜力,例如,碳纳米结构可以在新型的太阳能系统中使用,并且可以与一种在近红外范围内吸收光的染料相结合。而且他还可以应用到传感器技术中,以及触摸屏和场效应晶体管领域的电极中。


Alexandra Roth和ChristophSchierl在实验室创建了一个由石墨烯、碳纳米管以及染料组成的混合系统。研究人员说,这种组合方法的主要优点在于它的低成本。通过在基础状态下的相互作用,可以使得染料对碳纳米结构的电子特性产生特殊的影响。在实际应用中,这种对混合系统性能的成功操纵使研究人员越来越具备有效利用这些碳纳米结构的能力。