Ученые из Гонконга создали “графеновую батарею”

Ученые из Гонконга сообщили в ArXiv о своих экспериментах по созданию графеновой батареи, которая генерирует электрический ток, опираясь на окружающую тепловую энергию.

Исследователи во главе с Ксу Зихан (Zihan Xu), с кафедры прикладной физики и материаловедения Научно-исследовательского центра в гонконгском политехническом университете, прикрепляют серебряный и золотой электрод на лист графена, размеры которого 7мм х 7мм, установленного на кремниевой подложке. Сборку затем погружают в насыщенный раствор хлорида меди (CuCl2). Полученная конструкция генерирует электрическое напряжение, равное 0,35 В. Они также обнаружили, что шесть сборок, расположенных в ряд, производят достаточно электроэнергии для питания светодиода (LED). Устройство продолжало поддерживать то же напряжение в течение 25 дней, но через месяц оно снизилось примерно до 40 мВ.

Экспериментальная установка из шести графеновых устройств, связанных со светодиодом (а) до и после включения (б). Изображение: ArXiv: 1203.0161v2

Графен представляет собой материал, состоящий из слоя углерода толщиной в один атом. Он был предметом интенсивных исследований в последние годы из-за его необычных свойств. Одним из таких свойств является исключительно высокая подвижность электронов.

Ксу и его коллеги полагают, что напряжение возникает за счет кинетической энергии ионов меди в растворе хлорида меди, которые выбивают электроны из графена, и что эти электроны затем проходят через лист. Они отметили, что напряжение возрастает, когда хлорид меди нагревается и изменяется в зависимости от его концентрации.

Кроме того, группа обнаружила увеличение напряжения, когда сборка подвергалась импульсам ультразвука, и они говорят, что это придает вес тому, что кинетическая энергия является источником напряжения, так как ультразвук увеличивает скорость ионов меди. Малые напряжения были обнаружены с такими солями, как NaCl и CuSO4. Исследователи также провели контрольные эксперименты.

Доктор Ванлин Гуо (Dr. Wanlin Guo), выпускник одного из руководителей команды Ксу (Гоань Тай), выразил скептицизм по поводу предлагаемого механизма, и добавил, что он до сих пор не смог воспроизвести результаты в своих экспериментах, в которых он использовал графеновые листы различных размеров, установленных на различных подложках, а также с различными видами электродов. Он был не в состоянии достичь напряжения больше, чем около 0,1 мВ.

В 2011 году исследовательская группа во главе с Никхил Кораткар (Nikhil Koratkar) из Политехнического Института Rensselaer в Нью-Йорке, также сообщил об экспериментах, в которых графен  использовался для создания напряжения. Доктор Гуо из Нанкинского университета в Китае, также опроверг эти результаты проведенными экспериментами, которые показали, что взаимодействие ионов в растворе с электродами отвечает за напряжение, а не взаимодействие с графеном.

Исследователи говорят, что их экспериментальные результаты дают ”огромный прорыв” в исследовании технологий автономного питания.

© 2012 Мир Инноваций

Похожие новости

Ответить

Фотогалерея

Войти