3D蜂窩結(jié)構(gòu)石墨烯的場發(fā)射掃描電子顯微鏡（FESEM）圖像。該新型材料能夠取代染料敏化太陽能電池中的鉑金材料，而且輸出電力量并不會減少。（該圖片由密歇根理工大學(xué)研究生HuiWang提供）

眾所周知，即使最具前途的太陽能電池也并非完美無缺。不過，來自密歇根理工大學(xué)的科學(xué)家們似乎已找到一種更優(yōu)越的材料克服傳統(tǒng)電池的部分不足。

染料敏感太陽能電池不僅單薄靈活，而且還非常善于將太陽光線轉(zhuǎn)化為電力。然而，該類型電池的核心材料是世界上最昂貴的金屬之一：鉑金（每盎司1500美元）。盡管用量不多，但與銀質(zhì)材料的成本依然差距過大。

美國密歇根理工大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院教授YunHangHu、theCharles及CarollMcArthur共同研發(fā)出一種新型且并不昂貴材料替代太陽能電池的鉑金材料：3D石墨烯，而且轉(zhuǎn)換效率并不降低。

規(guī)則型石墨烯由著名的二維式碳分子構(gòu)成，與分子厚度相似。胡教授及其團(tuán)隊發(fā)明了一種創(chuàng)新型方式合成了一種獨特的3D蜂窩結(jié)構(gòu)石墨烯版本。

他們將鋰離子氧化物與一氧化碳放在一起，形成化學(xué)反應(yīng)，產(chǎn)生碳酸鋰（Li2CO3）與蜂窩狀石墨烯。Li2CO3有助于塑形石墨烯片，并可將它們彼此隔離，預(yù)防形成普通石墨。此外，通過酸材料，Li2CO3分子可輕易從3D蜂窩狀石墨上被去除。

經(jīng)科研人員發(fā)現(xiàn)，這類3D蜂窩狀石墨烯具有優(yōu)良的導(dǎo)電性與高催化活性，因此它們能夠用于儲能及能量轉(zhuǎn)換。基于此，科研人員將之取代染料敏感太陽能電池中的鉑金對電極，然后將太陽能電池置于太陽光之下，測量其產(chǎn)能。

研究人員發(fā)現(xiàn)，配有3D石墨烯對電極的可將7.8%的太陽光線轉(zhuǎn)化為電力，接近使用昂貴鉑金材料的傳統(tǒng)太陽能電池的轉(zhuǎn)換效率8%。

胡教授強調(diào)，這一合成的3D蜂窩石墨烯不僅價格便宜，而且生產(chǎn)難度并不難，使用它們制造對電極并不會構(gòu)成特別的挑戰(zhàn)。