Perovskity je možné ľahko získať pomocou… trenia

Chemici z Varšavy ukazujú, že na to, aby sme získali perovskity, nie sú potrebné roztoky ani vysoká teplota, ale obyčajné …trenie.

Trenie chemických látok sa spája so starými lekárňami a ich neodmysliteľným atribútom bol: mažiar. Je najvyšší čas, aby sa tento archaický pohľad zmenil! Vedecký objav posledných rokov ukazuje, že vplyvom trenia mechanickej sily dochádza v pevnom skupenstve k efektívnym chemickým premenám.Perovsitové články výzkum

Mechanochemické reakcie skúma už niekoľko rokov skupina prof. Janusza Lewińského z Ústavu fyzikálnej chémie Poľskej akadémie vied (IChF PAN) a Chemickej fakulty na Varšavskej polytechnike (WCh PW). V najnovšej publikácii varšavskí vedci predstavujú prekvapivo jednoduchú a efektívnu metódu výroby perovskitov – fotovoltaických materiálov budúcnosti s priestorovo zložitou kryštalickou štruktúrou. O výskume informovala Poľská tlačová agentúra v správe IChF PAN. 

„Pomocou mechanochémie dokážeme syntetizovať rôzne hybridné neorganicko-organické materiály s potenciálne veľkým významom pre energetiku. Našim najmladším „dieťaťom“ sú perovskity vysokej kvality. Z nich je možné vyrábať tenké vrstvy citlivé na svetlo do solárnych článkov s veľkou výkonnosťou.“ – hovorí prof. Lewiński.

Perovskity sú širokou skupinou materiálov, ktoré sa charakterizujú určitou priestorovou kryštalickou štruktúrou. V prírode sa vyskytuje perovskit ako minerál v zložení trioxid vápenato-titaničitý (CaTiO3). Atómy vápnika sú rozmiestnené na vrcholoch kocky, uprostred každej steny sa nachádza atóm kyslíka a v samotnom strede kocky sú atómy titánu. V iných modifikáciách perovskitov je možné na stavbu tejto kryštalickej mriežky využiť rôzne organické a neorganické zlúčeniny, čo umožňuje nahradiť titán napr. olovom, cínom alebo germániom.  

Zaujímavé informácie tiež na tému:

 Lacná solárna elektráreň, blízka budúcnosť?

Kalifornským vedcom sa podarilo vytvoriť nový vzhľad perovskitového článku

 Spočítajte si návratnosť nákladov fotovoltaickej elektrárne

 

V dôsledku vlastností perovskitu je možné ho prispôsobiť tak, aby čo najlepšie vyhovoval konkrétnemu účelu použitia, napr. vo fotovoltaike alebo pri katalýze, ale tiež pri stavbe supravodivých magnetov, transformátorov vysokého napätia, magnetických chladničiek, snímačov magnetického poľa a v pamätiach RAM.

Na prvý pohľad vyzerá metóda výroby perovskitu s využitím mechanickej sily, ktorú vypracoval IChF PAN, trochu ako mágia.

„Do guľového mlynčeka sa vsypú dva prášky: biely, čiže metyljodid (CH3NH3I) a žltý, jodid olovnatý (PbI2). Po niekoľkých minútach trenia nie je po látkach ani stopy. Vnútri mlynčeka sa nachádza len homogénny čierny prášok: perovskit CH3NH3PbI3“ – vysvetľuje doktorandka Anna Maria Cieślak (IChF PAN). 

„Niekoľko desiatok hodín čakania na látku z reakcie? Rozpúšťadlá? Vysoká teplota? V našej metóde sa všetko ukazuje ako nepotrebné! My vytvárame chemické zlúčeniny vďaka reakciám, ku ktorým dochádza iba v pevnom skupenstve a pri izbovej teplote“ zdôrazňuje dr. Daniel Prochowicz (IChF PAN). 

Mechanochemicky vyrobené perovskity boli odovzdané skupine prof. Michaela Graetzela z Ecole Polytechnique de Lausanne vo Švajčiarsku, kde boli použité na stavbu laboratórneho solárneho článku. Efektivita článku obsahujúceho perovskit mechanochemického pôvodu sa ukázala o viac ako 10 % vyššia než výkonnosť článku s rovnakou stavbou, ktorý obsahoval analogický perovskit, avšak získaný tradičnou metódou pomocou rozpúšťadiel. 

„Mechanochemická metóda syntézy perovskitov je pre životné prostredie najšetrnejším spôsobom výroby tejto skupiny materiálov. Jednoduchá, výnosná, rýchla a ideálna na použitie v priemysle. S plnou zodpovednosťou môžeme tak konštatovať: perovskity sú materiály budúcnosti, mechanochémia je budúcnosťou perovskitov“ uzatvára prof. Lewiński. 

Čítajte ďalej: 

Poľsko je prvou krajinou mimo Škandinávie, v ktorej IKEA dosiahne energetickú nezávislosť

Fotovoltaika na najvyššom rebríčku vo svetovej výrobe energie, rozvoj technológie ide stále v pred

 

Výsledky pracovnej skupiny prof. Lewińského významne prispeli k nadviazaniu trvalej medzinárodnej spolupráce medzi európskymi vedeckými centrami a firmami, ktorá sa teraz rozvíja v rámci projektu GOTSolar, ktorý sa financuje z prostriedkov programu Horyzont 2020.

Výskum mechanochemických metód výroby materiálov s trojrozmernou štruktúrou sa financuje z grantov TEAM a MISTR Nadácie pre poľskú vedu (Poľská tlačová agentúra).

Zdroj: SOLARNENOVINKY.SK

Komentár k článku


Hore

Od 11. 3. 2014
TOPlist