Le graphène 3D : une nouvelle alternative au platine dans les cellules solaires ?

Les cellules solaires à colorant sont l’un des types de cellules solaires les plus prometteurs aujourd’hui : elles sont minces, flexibles, faciles à fabriquer et ont un pourcentage d’efficacité significativement élevé pour convertir la lumière du soleil en électricité. Cependant, ils ne sont pas sans inconvénients, et l’un d’eux est l’utilisation obligatoire du platine, un métal de terre rare et coûteux qui coûte 1 500 $ l’once, comme ingrédient principal.

Mais récemment, une équipe de chercheurs de la Michigan Technological University a mis au point un matériau moins cher qui peut remplacer le platine dans les cellules solaires sans réduire leur efficacité : le graphène tridimensionnel.

Comme vous le savez, le graphène ordinaire est une structure bidimensionnelle de carbone qui n’a qu’une seule molécule d’épaisseur. Mais les scientifiques ont trouvé une nouvelle façon de synthétiser un graphène unique avec une structure cellulaire tridimensionnelle. Pour ce faire, ils ont combiné de l’oxyde de lithium et du monoxyde de carbone pour produire du carbonate de lithium (Li2CO3) et du graphène en nid d’abeille. De plus, Li2CO3 aide à former des feuilles de graphène et les isole les unes des autres, empêchant la formation d’adhérence du graphite. De plus, les particules de carbonate de lithium peuvent être facilement retirées des «nids d’abeilles» tridimensionnels du graphène avec de l’acide.

De plus, les chercheurs ont découvert que le graphène cellulaire 3D a une excellente conductivité et une activité catalytique élevée, de sorte qu’il peut être utilisé pour le stockage et la conversion d’énergie. Dans une cellule solaire à colorant, les scientifiques ont remplacé la contre-électrode en platine par une électrode en graphène tridimensionnel. Ils ont ensuite exposé la cellule solaire au soleil et mesuré sa production. Les résultats expérimentaux montrent que l’efficacité de conversion d’une cellule solaire avec une électrode en graphène était de 7,8 % (l’efficacité d’une cellule avec une électrode en platine était de 8 %).

Selon les développeurs, la synthèse de structures cellulaires tridimensionnelles de graphène est un processus très simple et peu coûteux, et la production de la contre-électrode à partir de ce matériau ne pose aucun problème particulier.

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