Perowskity przez ucieranie
Poniedziałek, 15 lutego 2016 (11:06)
Zespół polskich naukowców otrzymał nowy materiał dla ogniw słonecznych i elektroniki - perowskit - poprzez technologię mechaniczną - ucieranie. Jest to najtańsza jak dotąd na świecie metoda otrzymywania perowskitu.
Ucieranie substancji chemicznych nie kojarzy się raczej z nowoczesnymi technologiami. Jednak prof. Janusz Lewiński wraz z zespołem działającym w ramach Środowiskowego Laboratorium Materiałów Funkcjonalnych i Nanotechnologii Wydziału Chemicznego Politechniki Warszawskiej oraz Instytutu Chemii Fizycznej PAN udowadniają, że jest zupełnie inaczej.
Zespół naukowców z Wydziału Chemicznego Politechniki Warszawskiej oraz Instytutu Chemii Fizycznej PAN, pracujący pod kierownictwem prof. Janusza Lewińskiego z Politechniki Warszawskiej stworzył nową metodę otrzymywania materiałów przyszłości - perowskitów.
Perowskity są dużą grupą materiałów, występującą często jako naturalne minerały. Taki perowskit zbudowany jest z tytanianu (IV) wapnia CaTiO3, w którym atomy wapnia rozmieszczone są w narożnikach sześcianu, pośrodku każdej ściany znajduje się atom tlenu, a wewnątrz sześcianu tkwi tytan. Mają one rozliczne zastosowania m.in. są niezbędne w budowie wysokowydajnych baterii słonecznych nowej generacji, w wytwarzaniu nadprzewodzących elektromagnesów, transformatorów wysokiego napięcia czy w pamięciach RAM. Jednak ich wytwarzanie jako substancji sztucznych jest drogie i dość czasochłonne więc wszystkie nowe technologie, które ułatwią ich wytwarzanie i zmniejszą koszty, mogą liczyć na szybkie wdrożenie.
Zespół prof. Lewińskiego zastosował proste metody otrzymywania perowskitów drogą reakcji indukowanych siłą mechaniczną, co sprawia iż są one przyjazne środowisku, proste i wydajne.
Jak mówi zaangażowana w prace zespołu doktorantka Anna Maria Cieślak z Instytutu Chemii Fizycznej PAN, najprostszy perowskit CH3NH3PbI3 można otrzymać przy pomocy ucierania w młynie kulowym "dwóch proszków: białego, czyli jodku metyloamoniowego CH3NH3I, i żółtego, czyli jodku ołowiu PbI2". Jak dodaje prof. Lewiński za pomocą mechanochemii jego zespół potrafi syntetyzować różne hybrydowe nieorganiczno-organiczne materiały funkcjonalne o potencjalnie dużym znaczeniu dla energetyki.
Otrzymany mechanochemicznie perowskit, w ramach współpracy z zespołem prof. Michaela Graetzela (jednego ze światowych pionierów w dziedzinie fotowoltaiki) z Ecole Polytechnique de Lausanne w Szwajcarii wykorzystano do budowy laboratoryjnego ogniwa słonecznego. Co ciekawe, wydajność tego ogniwa była o 10 proc. większa niż wydajność analogicznego ogniwa z perowskitem otrzymywanym tradycyjną metoda rozpuszczalnikową.
Obecnie zespół prof. Lewińskiego pracuje w ramach projektu GOTSolar finansowanego ze środków Komisji Europejskiej w ramach działania Future and Emerging Technologies programu Horizon 2020.
MW
