Μια νέα μορφή άνθρακα που θα βοηθήσει στη μείωση των τιμών των φωτοβολταϊκών πάνελ μελετούν οι επιστήμονες στο Ινστιτούτο Τεχνολογίας της Μασαχουσέτης (MIT). Πρόκειται για το γραφένιο, το οποίο είναι μια μορφή άνθρακα, και βρίσκεται πίσω από το φετινό Νόμπελ Φυσικής που δόθηκε στους Ρώσους Geim και Novoselov, οι οποίοι έδειξαν ότι ο άνθρακας σε μια τέτοια επίπεδη φόρμα έχει εξαιρετικές ιδιότητες που προέρχονται από τον κόσμο της κβαντικής φυσικής.

Σαν υλικό είναι εντελώς νέο – όχι μόνο το λεπτότερο που έγινε ποτέ, αλλά και το ισχυρότερο. Ως καλός αγωγός του ηλεκτρισμού άγει σαν τον χαλκό ενώ ως αγωγός της θερμότητας ξεπερνά όλα τα άλλα γνωστά υλικά. Είναι σχεδόν διαφανές, αλλά και τόσο πυκνό που ακόμη και το ήλιο, το μικρότερο άτομο αερίου, δεν μπορεί να το διαπεράσει.

Το γραφένιο, λόγω των ιδιοτήτων του, θα μπορούσε να αντικαταστήσει το πυρίτιο και να αποτελέσει μια κατά πολύ οικονομικότερη βάση κατασκευής ηλιακών πάνελ. Το γεγονός ότι είναι σχεδόν διαφανές αλλά και εύκαμπτο το καθιστά κατάλληλο για χρήση του σε διαφανή φωτοβολταϊκά κύτταρα και υλικά λεπτού υμένα (thin film) για την κατασκευή ολοκληρωμένων φωτοβολταϊκών.

Ωστόσο, οι επιστήμονες του ΜΙΤ έπρεπε να ξεπεράσουν ένα εμπόδιο. Λόγω της υδροφοβικότητας που χαρακτηρίζει το συγκεκριμένο υλικό, έχει μειωμένη ικανότητα συγκόλλησης συγκριτικά με τα καθιερωμένα υλικά κατασκευής φωτοβολταϊκών πάνελ. Το συγκεκριμένο ζήτημα ξεπεράστηκε με την εισαγωγή προσμίξεων στο γραφένιο, η οποία είχε ως αποτέλεσμα αφενός να είναι δυνατή η σταθερή συγκόλληση των λεπτών στρωμάτων γραφενίου και αφετέρου να αυξηθεί η ηλεκτρική αγωγιμότητα του υλικού.

Εξετάζοντας ενεργειακά το ζήτημα, τα παραδοσιακά φωτοβολταϊκά κύτταρα πυριτίου είναι περισσότερο αποδοτικά. Για να γίνει περισσότερο σαφές αυτό, αρκεί να αναφέρουμε ότι 1000 W ηλιακής ακτινοβολίας αποδίδουν 4 W ισχύος μέσω ενός κυττάρου πυριτίου, ενώ μόλις 1.3 W ισχύος θα παραχθεί από ένα οργανικό φωτοβολταϊκό κύτταρο από γραφένιο. Ωστόσο, το πρωτοποριακό αυτό υλικό έχει δύο σημαντικά πλεονεκτήματα συγκριτικά με το πυρίτιο: μικρό κόστος και ευκαμψία.

Εκτός από τον τομέα των φωτοβολταϊκών, το γραφένιο φιλοδοξεί να αντικαταστήσει το πυρίτιο στην κατασκευή µικροτσίπ για ηλεκτρονικούς υπολογιστές οι οποίοι όχι µόνο θα είναι ασύλληπτα γρήγοροι αλλά η λειτουργία τους θα στηρίζεται στην κβαντική φυσική. Επιπλέον, το γραφένιο θα µπορεί να χρησιμοποιηθεί σε οθόνες αφής νέας γενιάς.

Με άλλα λόγια, πάνω στο γραφένιο φαίνεται να στηρίζεται μελλοντικά ολόκληρο το ηλεκτρονικό οικοδόµηµα του ανθρώπου κι ας έγινε γνωστό πριν από έξι περίπου χρόνια, όταν οι 2 επιστήμονες δηµοσίευσαν την ανακάλυψή τους στην κορυφαία επιθεώρηση Science.

energypress.gr