Grafene tridimensionale per celle solari economiche

Un gruppo di ricercatori della Michigan Technological University di Houghton ha lavorato alla possibilità di utilizzare una struttura tridimensionale in grafene come alternativa più economica e più efficiente ai metalli preziosi, come ad esempio il platino, normalmente utilizzati per la costruzione degli elettrodi delle celle fotovoltaiche.

Il grafene è per definizione un monostrato planare, ma il gruppo di ricercatori coordinato dal professor Yun Hang Hu della Michigan Tech è riuscito a realizzare un materiale tridimensionale ad elevata conduzione grazie all'impiego di materiale sacrificale che ha permesso di formare una struttura a nido d'ape.

"Siamo riusciti a trasformare il grafene in un materiale a tre dimensioni che incrementa notevolmente la sua conduttività, rendendolo adatto per sostituire gli elettrodi in platino nelle celle di Grätzel" ha dichiarato il professor Hu. Le celle di Grätzel sono celle fotovoltaiche dove il materiale attivo è costituito da una tintura.

Il grafene tridimensionale è stato sintetizzato con la combinazione di ossido di litio e monossido di carbonio che forma una cella a nido d'ape di carbonio puro riempito con carbonato di litio che può essere rimosso mediante un bagno d'acido, lasciando così la struttura tridimensionale di grafene.

I ricercatori hanno quindi realizzato una cella di Grätzel sostituendo all'elettrodo in platino il nuovo materiale tridimensionale in grafene. E' stato registrato un calo dell'efficienza del 2,5%, impiegando però un materiale molto più economico rispetto agli elettrodi in platino. Il gruppo di Hu sta ora lavorando all'ottimizzazione delle celle allo scopo di migliorare l'efficienza.

Ma le applicazioni di questa ricerca potrebbero estendersi anche al campo delle batterie, che potrebbero ottenere benefici dall'impiego degli elettrodi in grafene, e al campo dei superconduttori con il team di Hu che sta collaborando con un altro gruppo di ricerca specializzato in questo ambito.