巴斯大學(xué)將石墨涂層使鈣鈦礦太陽(yáng)能電池防水
目前，市場(chǎng)上常見(jiàn)的大多是硅制太陽(yáng)能電池，價(jià)格貴且非常厚重，限制了使用范圍。鈣鈦礦太陽(yáng)能電池使用與氧化鈦鈣相同的3D結構材料，更薄，更便宜，很容易打印到表面。同時(shí)能在低光照條件下工作，產(chǎn)生比硅電池更高的電壓。它的缺點(diǎn)是在水中工作時(shí)不穩定，這是巨大的發(fā)展障礙，對于直接用它們生產(chǎn)清潔的氫燃料會(huì )有所影響。
巴斯大學(xué)可持續化學(xué)技術(shù)中心的科學(xué)家和化學(xué)工程師，通過(guò)使用石墨防水涂層，解決這一問(wèn)題。他們采用商用的導熱石墨片和介孔碳支架，封裝金屬鹵化物鈣鈦礦(CsPbBr3)，作為高效廉價(jià)的太陽(yáng)能電池防水方法。然后把涂層鈣鈦礦電池浸入水中，測試防水效果；并利用所收集的太陽(yáng)能，將水分解成氫和氧。結果，在恒定的模擬太陽(yáng)光照下，電流高于2 mAcm？2，電勢為1.23 VRHE的情況下，涂層電池在水下工作了30個(gè)小時(shí)，比之前的紀錄多出10小時(shí)。此后，涂層與電池之間的膠合物失效?？茖W(xué)家們打算使用效果更強的膠合物，讓電池在更長(cháng)時(shí)間內保持穩定。
在此之前，曾有人用含銦合金，幫助太陽(yáng)能電池防水，但銦是一種稀有金屬，價(jià)格昂貴，開(kāi)采過(guò)程不可持續。巴斯團隊使用的是市售石墨，成本低廉，比銦更具有可持續性。鈣鈦礦太陽(yáng)能電池技術(shù)，讓人們在經(jīng)濟上更容易負擔得起。研究人員試圖將鈣鈦礦電池產(chǎn)生的電壓，提高到電解水時(shí)所需達到的水平，并且無(wú)需額外的電源。為了解決這一挑戰，研究小組正在嘗試添加催化劑，減少驅動(dòng)反應所需能量。