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

Perowskity otrzymywane dzi臋ki ucieraniu

Perowskity, substancje znakomicie poch艂aniaj膮ce 艣wiat艂o, to przysz艂o艣膰 energetyki s艂onecznej. Polscy chemicy wykazali, 偶e spos贸b ich otrzymywania jest bardzo prosty, wystarczy zwyk艂e ucieranie.
Naukowcy wykorzystali fakt, 偶e w wyniku u偶ycia si艂y mechanicznej w ciele sta艂ym dochodzi do efektywnych przekszta艂ce艅 chemicznych. Reakcje mechanochemiczne od lat badaj膮 zespo艂y prof. Janusza Lewi艅skiego z Instytutu Chemii Fizycznej Polskiej Akademii Nauk (IChF PAN) oraz Wydzia艂u Chemicznego Politechniki Warszawskiej (WCh PW). W najnowszej publikacji naukowcy przedstawiaj膮 zaskakuj膮co prost膮 i efektywn膮 metod臋 produkcji perowskit贸w - przysz艂o艣ciowych materia艂贸w fotowoltaicznych o przestrzennie z艂o偶onej strukturze krystalicznej. - Za pomoc膮 mechanochemii potrafimy syntetyzowa膰 r贸偶ne hybrydowe nieorganiczno-organiczne materia艂y funkcjonalne o potencjalnie du偶ym znaczeniu dla energetyki. Naszym najm艂odszym "dzieckiem" s膮 wysokiej jako艣ci perowskity. Ze zwi膮zk贸w tych mo偶na wytwarza膰 cienkie warstwy 艣wiat艂oczu艂e do ogniw s艂onecznych o du偶ej wydajno艣ci 鈥 m贸wi w portalu PAP 鈥 Nauka w Polsce prof. Lewi艅ski. Perowskity to obszerna grupa materia艂贸w, charakteryzuj膮cych si臋 okre艣lon膮 przestrzenn膮 struktur膮 krystaliczn膮. W przyrodzie jako minera艂 naturalnie wyst臋puje perowskit zbudowany z tytanianu (IV) wapnia CaTiO3. Atomy wapnia s膮 tu rozmieszczone w naro偶nikach sze艣cianu, po艣rodku ka偶dej 艣ciany znajduje si臋 atom tlenu, a w samym 艣rodku sze艣cianu tkwi atom tytanu. W innych odmianach perowskit贸w mo偶na do budowy tej samej struktury krystalicznej wykorzysta膰 r贸偶ne zwi膮zki organiczne i nieorganiczne, co pozwala zast膮pi膰 tytan na przyk艂ad o艂owiem, cyn膮 czy germanem. W efekcie w艂a艣ciwo艣ci perowskitu daje si臋 dobra膰 tak, aby jak najlepiej nadawa艂 si臋 do konkretnych zastosowa艅, na przyk艂ad w fotowoltaice czy katalizie, ale tak偶e przy budowie nadprzewodz膮cych elektromagnes贸w, transformator贸w wysokiego napi臋cia, ch艂odziarek magnetycznych, czujnik贸w pola magnetycznego oraz w pami臋ciach RAM. Na pierwszy rzut oka metoda produkcji perowskit贸w przy u偶yciu si艂y mechanicznej, opracowana w IChF PAN, wygl膮da troch臋 jak magia. - Do m艂ynka kulowego wsypujemy dwa proszki: bia艂y, czyli jodek metyloamonowy CH3NH3I, i 偶贸艂ty, czyli jodek o艂owiu PbI2. Po kilkunastu minutach ucierania po substratach nie ma ju偶 艣ladu. We wn臋trzu m艂ynka znajduje si臋 tylko jednorodny czarny proszek: perowskit CH3NH3PbI3 鈥 wyja艣nia doktorantka Anna Maria Cie艣lak (IChF PAN).
- Kilkadziesi膮t godzin czekania na produkt reakcji? Rozpuszczalniki? Wysokie temperatury? W naszej metodzie wszystko to okazuje si臋 niepotrzebne! My wytwarzamy zwi膮zki chemiczne dzi臋ki reakcjom zachodz膮cym wy艂膮cznie w cia艂ach sta艂ych i w temperaturze pokojowej 鈥 podkre艣la dr Daniel Prochowicz (IChF PAN).
Wyprodukowane mechanochemicznie perowskity przekazano zespo艂owi prof. Michaela Graetzela z Ecole Polytechnique de Lausanne w Szwajcarii, gdzie zosta艂y u偶yte do budowy laboratoryjnego ogniwa s艂onecznego. Wydajno艣膰 ogniwa zawieraj膮cego perowskit o mechanochemicznym rodowodzie okaza艂a si臋 by膰 o ponad 10 proc. wy偶sza od wydajno艣ci ogniwa o tej samej budowie, lecz zawieraj膮cego analogiczny perowskit otrzymany tradycyjn膮 metod膮, z udzia艂em rozpuszczalnik贸w. - Mechanochemiczna metoda syntezy perowskit贸w to najbardziej przyjazny dla 艣rodowiska spos贸b produkcji tej klasy materia艂贸w. Prosta, wydajna i szybka, idealnie nadaje si臋 do zastosowa艅 przemys艂owych. Z pe艂n膮 odpowiedzialno艣ci膮 mo偶emy wi臋c stwierdzi膰: perowskity to materia艂y przysz艂o艣ci, a mechanochemia to przysz艂o艣膰 perowskit贸w - konkluduje prof. Janusz Lewi艅ski. Wyniki prac grupy prof. Lewi艅skiego by艂y istotnym przyczynkiem do nawi膮zania trwa艂ej mi臋dzynarodowej wsp贸艂pracy mi臋dzy europejskimi o艣rodkami naukowymi i firmami, obecnie rozwijanej w ramach projektu GOTSolar finansowanego ze 艣rodk贸w programu Horyzont 2020. Badania nad mechanochemicznymi metodami produkcji materia艂贸w o strukturze tr贸jwymiarowej sfinansowano z grant贸w TEAM i MISTRZ Fundacji na rzecz Nauki Polskiej. 殴r贸d艂o: PAP 鈥 Nauka w Polsce
reklama
reklama
reklama
reklama
Za艂aduj wi臋cej news贸w
February 19 2019 15:52 V12.2.2-1