reklama
reklama
reklama
reklama
reklama
reklama
reklama
reklama
reklama
reklama
© icefields dreamstime.com Nauka | 03 lutego 2016

Perowskity otrzymywane dzięki ucieraniu

Perowskity, substancje znakomicie pochłaniające światło, to przyszłość energetyki słonecznej. Polscy chemicy wykazali, że sposób ich otrzymywania jest bardzo prosty, wystarczy zwykłe ucieranie.
Naukowcy wykorzystali fakt, że w wyniku użycia siły mechanicznej w ciele stałym dochodzi do efektywnych przekształceń chemicznych.

Reakcje mechanochemiczne od lat badają zespoły prof. Janusza Lewińskiego z Instytutu Chemii Fizycznej Polskiej Akademii Nauk (IChF PAN) oraz Wydziału Chemicznego Politechniki Warszawskiej (WCh PW). W najnowszej publikacji naukowcy przedstawiają zaskakująco prostą i efektywną metodę produkcji perowskitów - przyszłościowych materiałów fotowoltaicznych o przestrzennie złożonej strukturze krystalicznej. - Za pomocą mechanochemii potrafimy syntetyzować różne hybrydowe nieorganiczno-organiczne materiały funkcjonalne o potencjalnie dużym znaczeniu dla energetyki. Naszym najmłodszym "dzieckiem" są wysokiej jakości perowskity. Ze związków tych można wytwarzać cienkie warstwy światłoczułe do ogniw słonecznych o dużej wydajności – mówi w portalu PAP – Nauka w Polsce prof. Lewiński.

Perowskity to obszerna grupa materiałów, charakteryzujących się określoną przestrzenną strukturą krystaliczną. W przyrodzie jako minerał naturalnie występuje perowskit zbudowany z tytanianu (IV) wapnia CaTiO3. Atomy wapnia są tu rozmieszczone w narożnikach sześcianu, pośrodku każdej ściany znajduje się atom tlenu, a w samym środku sześcianu tkwi atom tytanu. W innych odmianach perowskitów można do budowy tej samej struktury krystalicznej wykorzystać różne związki organiczne i nieorganiczne, co pozwala zastąpić tytan na przykład ołowiem, cyną czy germanem.

W efekcie właściwości perowskitu daje się dobrać tak, aby jak najlepiej nadawał się do konkretnych zastosowań, na przykład w fotowoltaice czy katalizie, ale także przy budowie nadprzewodzących elektromagnesów, transformatorów wysokiego napięcia, chłodziarek magnetycznych, czujników pola magnetycznego oraz w pamięciach RAM. Na pierwszy rzut oka metoda produkcji perowskitów przy użyciu siły mechanicznej, opracowana w IChF PAN, wygląda trochę jak magia. - Do młynka kulowego wsypujemy dwa proszki: biały, czyli jodek metyloamonowy CH3NH3I, i żółty, czyli jodek ołowiu PbI2. Po kilkunastu minutach ucierania po substratach nie ma już śladu. We wnętrzu młynka znajduje się tylko jednorodny czarny proszek: perowskit CH3NH3PbI3 – wyjaśnia doktorantka Anna Maria Cieślak (IChF PAN).

- Kilkadziesiąt godzin czekania na produkt reakcji? Rozpuszczalniki? Wysokie temperatury? W naszej metodzie wszystko to okazuje się niepotrzebne! My wytwarzamy związki chemiczne dzięki reakcjom zachodzącym wyłącznie w ciałach stałych i w temperaturze pokojowej – podkreśla dr Daniel Prochowicz (IChF PAN).
Wyprodukowane mechanochemicznie perowskity przekazano zespołowi prof. Michaela Graetzela z Ecole Polytechnique de Lausanne w Szwajcarii, gdzie zostały użyte do budowy laboratoryjnego ogniwa słonecznego. Wydajność ogniwa zawierającego perowskit o mechanochemicznym rodowodzie okazała się być o ponad 10 proc. wyższa od wydajności ogniwa o tej samej budowie, lecz zawierającego analogiczny perowskit otrzymany tradycyjną metodą, z udziałem rozpuszczalników. - Mechanochemiczna metoda syntezy perowskitów to najbardziej przyjazny dla środowiska sposób produkcji tej klasy materiałów. Prosta, wydajna i szybka, idealnie nadaje się do zastosowań przemysłowych. Z pełną odpowiedzialnością możemy więc stwierdzić: perowskity to materiały przyszłości, a mechanochemia to przyszłość perowskitów - konkluduje prof. Janusz Lewiński.

Wyniki prac grupy prof. Lewińskiego były istotnym przyczynkiem do nawiązania trwałej międzynarodowej współpracy między europejskimi ośrodkami naukowymi i firmami, obecnie rozwijanej w ramach projektu GOTSolar finansowanego ze środków programu Horyzont 2020.

Badania nad mechanochemicznymi metodami produkcji materiałów o strukturze trójwymiarowej sfinansowano z grantów TEAM i MISTRZ Fundacji na rzecz Nauki Polskiej.

Źródło: PAP – Nauka w Polsce

Komentarze

Zauważ proszę, że komentarze krytyczne są jak najbardziej pożądane, zachęcamy do ich zamieszczania i dalszej dyskusji. Jednak komentarze obraźliwe, rasistowskie czy homofobiczne nie są przez nas akceptowane. Tego typu komentarze będą przez nas usuwane.
reklama
reklama
reklama
reklama
Załaduj więcej newsów
November 29 2016 16:13 V7.6.2-1