Ученые создают наноцветы для хранения энергии и для солнечных батарей

Исследователи из университета штата Северная Каролина создали похожие на цветы структуры из сульфида германия.

Последний, кстати, является полупроводником. Так вот новинка имеет чрезвычайно тонкие лепестки с огромной площадью поверхности. Цветок из сульфида германия (GeS) кажется многообещающим для устройств хранения энергии следующего поколения и солнечных батарей.

«Создание наноцветов из сульфида германия является весьма захватывающим, поскольку так мы можем получить значительную площадь поверхности в ограниченном пространстве», сказал доктор Линью Као, доцент материаловедения и инжиниринга, соавтор исследования. „Открытие может значительно увеличить емкость литий-ионных батарей, к примеру, так как тончайшая структура с большей площадью поверхности может удерживать больше ионов лития. К тому же, цветочная структура сульфида германия способна привести к росту емкости суперконденсаторов, которые также используются для хранения энергии“.

Чтобы разработать цветочные структуры, ученые сначала нагрели порошок сульфида германия в печи, пока он не начал испаряться. Пар затем попал в более прохладную область печи, где из сульфида германия формировались тонкие слоистые листы 20-30 нанометров толщиной и 100 микрометров длиной. С добавлением дополнительных слоев листы растут друг из друга, создавая подобие соцветия ноготков или гвоздики.

„Чтобы получить эту структуру, очень важно управлять потоком пара сульфида германия“, сказал Као. „Причем делать это следует так, чтобы у него было время распространяться слоями, а не комками“.

Сульфид германия (GeS) похож на такие материалы как графит, которые формируются опрятными слоями или листами. Как бы то ни было, сульфид германия значительно отличается от графита атомным строением, что делает его эффективным в поглощении солнечной энергии и преобразовании в электричество. Это делает GeS весьма привлекательным для использования в солнечных ячейках, тем более что сульфид германия относительно дешев и нетоксичен, в то время как многие компоненты современных солнечных батарей являются и дорогостоящими, и чрезвычайно ядовитыми.

Статья Role of Boundary Layer Diffusion in Vapor Deposition Growth of Chalcogenide Nanosheets: The Case of GeS опубликована в издании ACS Nano.

12.10.2012