Особенности графена и где применяется графен

Графен применение

Графен как двумерная модификация углерода имеет  большую механическую жесткость и теплопроводность. Особенные  химические и физические свойства  обусловлены кристаллической структурой.

Графен применение основано на том, что он электропроводен и обладает максимальной подвижностью электронов среди всех известных материалов в настоящее время.

Именно это свойство позволило привлечь этот материал для применения  в  важном и полезном использовании света от солнца – разработке солнечных батарей как многообещающий источник возобновляемой энергии с малыми  издержками для их установки, потенциально уменьшая масштабы изменения климата.

Где применяется графен

Солнечные батареи сейчас изготавливаются на основе кремниевых солнечных фотоэлектрических элементах. Кроме того, в изготовлении  применяются редкие проводящие металлы и оксид индия.

Теперь исследователи создали первый углерод солнечную батарею, в которой  активным слоем и электродом  являются углерод. В углерод солнечных батареях, серебро и  оксид индия-олова (полупроводниковый материал) заменяются на графен и одностенные углеродные нанотрубки, которые являются эффективным проводником и легким амортизатором.

Существенно также продвинулись методы и технологии для производства углеродных нанотрубок,  графена и фуллеренов. Покрытие разработано так, чтобы быть более гибким по сравнению с жесткими кремниевыми элементами. Тонкопленочные элементы, которые были построены с активным слоем на основе углерода являются прототипом с пока еще относительно низким КПД (около 1% солнечной энергии преобразуется в электрическую энергию, по сравнению с 20% эффективностью  солнечного преобразования на основе кремния солнечных элементов).  Однако, массовое производства на основе применения графена  может привести к удешевлению. Разрабатываемые солнечные батареи  могут быть установлены на земле (в том числе на зданиях, машинах, строениях).  Очевидно, что трудоемкость, необходимая для изготовления  углерода на единицу энергии меньше, чем эксплуатации фотоэлектрических элементов на основе полупроводника кремния. Кроме того графен будет скоро применяться в производстве модной одежды покрытой микроскопическим графеновым ворсом, чтобы одежда не пачкалась.

Углерод солнечные элементы имеют потенциал для снижения спроса на другие способы производства электроэнергии, которые создают большее количество парниковых газов, чтобы обеспечить электричеством  регионы, где отсутствуют другие источники электрической энергии и мощности для производства других видов энергии.

Таким образом, графен применение — пока в солнечных батареях. Стоимость десятки российских рублей квадратный сантиметр, но, очевидно, цена будет изменяться.

1 комментарий

  1. Walterfrop

    Линейный закон дисперсии приводит к линейной зависимости плотности состояний от энергии, в отличие от обычных двумерных систем с параболическим законом дисперсии, где плотность состояний не зависит от энергии. Плотность состояний в графене задаётся стандартным способом

Оставить комментарий

.