Racjonalista - Strona głównaDo treści


Fundusz Racjonalisty

Wesprzyj nas..
Zarejestrowaliśmy
200.582.238 wizyt
Ponad 1065 autorów napisało dla nas 7364 tekstów. Zajęłyby one 29017 stron A4

Wyszukaj na stronach:

Kryteria szczegółowe

Najnowsze strony..
Archiwum streszczeń..

 Czy konflikt w Gazie skończy się w 2024?
Raczej tak
Chyba tak
Nie wiem
Chyba nie
Raczej nie
  

Oddano 347 głosów.
Chcesz wiedzieć więcej?
Zamów dobrą książkę.
Propozycje Racjonalisty:

Złota myśl Racjonalisty:
Żyć znaczy walczyć.
Nowinki i ciekawostki naukowe
Chemia
Fotowoltaika? Na perowskitach wytwarzanych dzięki mechanochemii! (14-01-2016)

Perowskity, substancje znakomicie pochłaniające światło, to przyszłość energetyki słonecznej. Szansa na ich szybkie upowszechnienie właśnie wzrosła dzięki taniej i bezpiecznej dla środowiska metodzie produkcji tych materiałów, opracowanej przez chemików z Warszawy. Zamiast w roztworach i w wysokiej temperaturze, perowskity można od teraz wytwarzać w procesach mechanochemicznych w ciele stałym - a więc poprzez zwykłe ucieranie proszków.

Częściej niż z postępem, ucieranie substancji chemicznych kojarzy się z dawnymi aptekami i ich nieodłącznym atrybutem: moździerzem. Najwyższy czas zmienić te archaiczne skojarzenia! Odkrycia naukowe ostatnich lat pokazują, że w wyniku użycia siły mechanicznej, w ciele stałym dochodzi do efektywnych przekształceń chemicznych. Reakcje mechanochemiczne od lat badają zespoły prof. dr. hab. inż. Janusza Lewińskiego z Instytutu Chemii Fizycznej Polskiej Akademii Nauk (IChF PAN) oraz Wydziału Chemicznego Politechniki Warszawskiej (WCh PW). W najnowszej publikacji warszawscy naukowcy przedstawiają zaskakująco prostą i efektywną metodę produkcji perowskitów - przyszłościowych materiałów fotowoltaicznych o przestrzennie złożonej strukturze krystalicznej.


W Instytucie Chemii Fizycznej PAN w Warszawie opracowano szybką, bezpieczną i tanią mechanochemiczną metodę produkcji perowskitów. Perowskity (proszek czarny) są tu po prostu ucierane z dwóch proszków: białego jodku metyloamonowego i żółtego jodku ołowiu. (Źródło: IChF PAN, Grzegorz Krzyżewski)

"Za pomocą mechanochemii potrafimy syntetyzować różne hybrydowe nieorganiczno-organiczne materiały funkcjonalne o potencjalnie dużym znaczeniu dla energetyki. Naszym najmłodszym 'dzieckiem' są wysokiej jakości perowskity. Ze związków tych można wytwarzać cienkie warstwy światłoczułe do ogniw słonecznych o dużej wydajności", mówi prof. Lewiński.

Perowskity to obszerna grupa materiałów, charakteryzujących się określoną przestrzenną strukturą krystaliczną. W przyrodzie jako minerał naturalnie występuje perowskit zbudowany z tytanianu(IV) wapnia CaTiO3. Atomy wapnia są tu rozmieszczone w narożnikach sześcianu, pośrodku każdej ściany znajduje się atom tlenu, a w samym środku sześcianu tkwi atom tytanu. W innych odmianach perowskitów można do budowy tej samej struktury krystalicznej wykorzystać różne związki organiczne i nieorganiczne, co pozwala zastąpić tytan na przykład ołowiem, cyną czy germanem. W efekcie właściwości perowskitu daje się dobrać tak, aby jak najlepiej nadawał się do konkretnych zastosowań, na przykład w fotowoltaice czy katalizie, ale także przy budowie nadprzewodzących elektromagnesów, transformatorów wysokiego napięcia, chłodziarek magnetycznych, czujników pola magnetycznego oraz w pamięciach RAM.

Na pierwszy rzut oka metoda produkcji perowskitów przy użyciu siły mechanicznej, opracowana w IChF PAN, wygląda trochę jak magia.

"Do młynka kulowego wsypujemy dwa proszki: biały, czyli jodek metyloamonowy CH3NH3I, i żółty, czyli jodek ołowiu PbI2. Po kilkunastu minutach ucierania po substratach nie ma już śladu. We wnętrzu młynka znajduje się tylko jednorodny czarny proszek: perowskit CH3NH3PbI3", wyjaśnia doktorantka Anna Maria Cieślak (IChF PAN).

"Kilkadziesiąt godzin czekania na produkt reakcji? Rozpuszczalniki? Wysokie temperatury? W naszej metodzie wszystko to okazuje się niepotrzebne! My wytwarzamy związki chemiczne dzięki reakcjom zachodzącym wyłącznie w ciałach stałych i w temperaturze pokojowej", podkreśla dr Daniel Prochowicz (IChF PAN).

Wyprodukowane mechanochemicznie perowskity przekazano zespołowi prof. Michaela Graetzela z Ecole Polytechnique de Lausanne w Szwajcarii, gdzie zostały użyte do budowy laboratoryjnego ogniwa słonecznego. Wydajność ogniwa zawierającego perowskit o mechanochemicznym rodowodzie okazała się być o ponad 10% wyższa od wydajności ogniwa o tej samej budowie, lecz zawierającego analogiczny perowskit otrzymany tradycyjną metodą, z udziałem rozpuszczalników.

"Mechanochemiczna metoda syntezy perowskitów to najbardziej przyjazny dla środowiska sposób produkcji tej klasy materiałów. Prosta, wydajna i szybka, idealnie nadaje się do zastosowań przemysłowych. Z pełną odpowiedzialnością możemy więc stwierdzić: perowskity to materiały przyszłości, a mechanochemia to przyszłość perowskitów", konkluduje prof. Lewiński.

Wyniki prac grupy prof. Lewińskiego były istotnym przyczynkiem do nawiązania trwałej międzynarodowej współpracy między europejskimi ośrodkami naukowymi i firmami, obecnie rozwijanej w ramach projektu GOTSolar finansowanego ze środków Komisji Europejskiej w ramach działania Future and Emerging Technologies programu Horizon 2020.

Perowskity nie są jedyną grupą trójwymiarowych materiałów wytwarzanych mechanochemicznie przez zespół prof. Lewińskiego. W niedawnej publikacji warszawscy naukowcy wykazali, że za pomocą ucierania potrafią syntezować także nieorganiczno-organiczne materiały mikroporowate typu MOF (z ang. Metal-Organic Framework). Wolne przestrzenie wewnątrz tych materiałów to doskonałe miejsce do przechowywania różnych substancji chemicznych, m.in. wodoru.

Badania nad mechanochemicznymi metodami produkcji materiałów o strukturze trójwymiarowej sfinansowano z grantów TEAM i MISTRZ Fundacji na rzecz Nauki Polskiej.

PUBLIKACJE NAUKOWE: "Mechanosynthesis of the Hybrid Perovskite CH3NH3PbI3: Characterization and the Corresponding Solar Cell EfficiencyTitle"; D. Prochowicz, M. Franckevičius, A. M. Cieślak, S. M. Zakeeruddin, M. Grätzel, J. Lewiński; Journal of Materials Chemistry A, 2015, 3, 20772-20777; DOI: 10.1039/C5TA04904K

Źródło: Instytut Chemii Fizycznej Polskiej Akademii Nauk


Dodaj komentarz do wiadomości..

Nauka - sondaż Racjonalisty

 Neuroenhancement, czyli chemiczne wspomaganie pracy mózgu to:
sposób na optymalne wykorzystanie ludzkiego potencjału
pożyteczna dziedzina badań naukowych
kolejny krok ku dehumanizacji człowieka
chwyt marketingowy przemysłu farmaceutycznego
zwykła życiowa konieczność
nie mam zdania
  

Oddano 26241 głosów.


Reklama

Racjonalista wspiera naukę. Dołącz do naszych drużyn klikając na banner!
 
 
 
Więcej informacji znajdziesz TUTAJ
[ Regulamin publikacji ] [ Bannery ] [ Mapa portalu ] [ Reklama ] [ Sklep ] [ Zarejestruj się ] [ Kontakt ]
Racjonalista © Copyright 2000-2018 (e-mail: redakcja | administrator)
Fundacja Wolnej Myśli, konto bankowe 101140 2017 0000 4002 1048 6365