密歇根理工大学的一项新研究表明，3-D石墨烯可以替代染料敏化太阳能电池中常用的铂，成为一种有效且非常经济的替代品。研究人员认为，通过用新创造的相对便宜的称为三维石墨烯的材料代替非常昂贵和稀有的铂元素，研究人员认为可以大大降低染料敏化太阳能电池的成本。
染料敏化太阳能电池（DSSC）是一种非常有前途的太阳能电池，易于生产，灵活且相对有效地将太阳能转化为电能。但是，由于目前生产它们，它们依赖于许多相对昂贵的材料，例如铂金-铂金目前的售价约为每盎司1500美元，因此，如果可以找到更便宜的材料代替铂金，那么生产DSSC的总成本无疑将大大减少。那就是3-D石墨烯的来源。新创建的材料可以有效替代DSSC中的铂，而不会降低其效率。
“ 3D蜂窝结构石墨烯的场发射扫描电子显微镜（FESEM）图像。这种新型材料几乎可以替代染料敏化太阳能电池中的铂，而不会降低发电能力。”王慧
密歇根技术大学的新闻稿提供了有关新材料的详细信息：
规则石墨烯是碳的著名的二维形式，仅一个分子左右即可。Charles and Caroll McArthur材料科学与工程教授Yun Hang Hu和他的团队发明了一种新颖的方法，可以合成具有蜂窝状结构的独特3D版本。为此，他们将氧化锂与一氧化碳结合在一起，形成了碳酸锂（Li2CO3）和蜂窝状石墨烯。Li2CO3有助于使石墨烯片成形并使它们彼此隔离，从而防止形成各种花园石墨。此外，可以容易地通过酸从3D蜂窝结构的石墨烯中除去Li2CO3颗粒。
研究人员确定3D蜂窝石墨烯具有出色的电导率和高催化活性，从而提高了将其用于能量存储和转化的可能性。因此，他们用3D蜂窝石墨烯制成的铂对电极代替了染料敏化太阳能电池中的铂对电极。然后他们将太阳能电池放在阳光下并测量其输出。具有3D石墨烯对电极的电池将7.8％的太阳能转化为电能，几乎与使用昂贵的铂金（8％）的常规太阳能电池的数量一样多。
研究人员指出，合成3-D蜂窝石墨烯的过程相对便宜且容易-对其广泛采用没有重大障碍。正如他们所说：“将其放入对电极没有特别的挑战。”
该研究由美国化学学会石油研究基金和美国国家科学基金会共同资助。
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