Opracowanie nowej metody

Grafen w postaci warstwy węgla o grubości pojedynczego atomu rozstawionej w formie heksagonalnej posiada zdolności do znacznie szybszego transportu ładunku elektrycznego niż inne materiały. Istnieje wiele badań tego materiału, a wysokiej jakości arkusze grafenowe są obecnie gorącym tematem.

Nowa metoda opracowana przez naukowców z Uniwersytetu RMIT w Australii i indyjskiego National Institute of Technology, Warangal, wykorzystuje ekstrakt z kory eukaliptusowej do syntezy grafenu, dzięki czemu proces jego produkcji jest tańszy i bardziej zrównoważony niż obecne metody. Główny badacz RMIT, Suresh Bhargava, powiedział, że nowa metoda może zmniejszyć o połowę obecny koszt produkcji.

Ekstrakt z kory Eukaliptusa nigdy nie był używany do syntezy arkuszy grafenu. Metoda ta nie tylko działa, ale jest też dobrą metodą zarówno pod względem bezpieczeństwa, jak i całkowitych kosztów. Biorąc pod uwagę obfitość drzew eukaliptusowych w Australii jest to tanie i dostępne źródłem produkcji grafenu.

Właściwości grafenu

Charakterystyczne cechy materiału sprawiają, że jest to materiał transformacyjny, który można wykorzystać do opracowania lepszych paneli fotowoltaicznych, a także elastycznej elektroniki, mocniejszych chipów komputerowych, filtrów wody i bioczujników.

Jest więc produktem o niezwykle szerokich możliwościach zastosowania ze względu na jego właściwości chemiczne i fizyczne. Grafen jest najcieńszym i najsilniejszym znanym materiałem, jest również elastyczny i przezroczysty oraz przewodzi ciepło i elektryczność 10 razy lepiej niż miedź. Dzięki temu jest optymalny dla wielu zastosowań.

Chociaż jest to dobry argument na rzecz rozwoju wysoce wydajnych, ultracienkich ogniw słonecznych, grafen posiada niestety niezwykle krótki okres eksploatacji nośnika. Ponieważ elektrony wzbudzane przez światło słoneczne są mobilne tylko przez piko sekundę – jedną milionową część sekundy – naukowcy szukają również sposobów na uzyskanie lepszej kontroli nad czasem życia wzbudzonych elektronów.

Otrzymywanie grafenu

Redukcja chemiczna jest najczęstszą metodą syntezy tlenku grafenu, ponieważ pozwala na produkcję grafenu przy stosunkowo niskich kosztach produkcji. Opiera się jednak na czynnikach redukujących, które są niebezpieczne dla ludzi i środowiska.

„Zielona” chemia pochodząca z eukaliptusa pozwala uniknąć stosowania toksycznych odczynników, potencjalnie otwierając drogę do zastosowania grafenu nie tylko w urządzeniach elektronicznych, ale w materiałach biokompatybilnych. W eksperymencie naukowcy wykorzystali roztwór polifenolu eukaliptusowego otrzymany z ekstraktu z kory eukaliptusa, aby wywołać redukcję złuszczonego tlenku grafenu do rozpuszczalnego grafenu w warunkach refluksu w środowisku wodnym. Doprowadziło to do skutecznego usunięcia funkcji tlenowych tlenku grafenu. Testowany w superkondensatorze wyprodukowany „zielony” grafen pasował do jakości i wydajności tradycyjnie produkowanego grafenu bez toksycznych odczynników.

Źródło: pv-magazine.com

Redakcja GLOBEnergia