Graphene – Doppelte Solar-Energiegewinnung dank modifizierten Kohlenstoffs

Wissenschaftler haben ausgerechnet, dass die Energie, die innerhalb von 40 Minuten via Sonnenstrahlen auf die Erdoberfläche trifft, genug Energie ist, um den gesamten Energie-Hunger der Menschheit für über ein gesamtes Jahr zu stillen. Das Problem ist, all die Energie, die von der Sonne auf der Erde ankommt, auf einen Schlag in Elektrizität umzuwandeln. Die Gewinnung von Solarenergie hat sich zwar in den letzten Jahrzehnten und Jahren extrem gut entwickelt, doch Forscher der École Polytechnique Fédérale in Lausanne (EPFL) in der Schweiz sind sich sicher: Durch den Einsatz von bienenwabenförmigen Kohlenstoff-Verbindungen, oder kurz Graphene könnte die Effizienz beim Auffangen der Solarenergie um das doppelte gesteigert werden. Wer mehr über die neuen Ergebnisse aus Lausanne zur Verdoppelung der Solar-Energiegewinnung durch Graphene erfahren möchte, liest Details in diesem Beitrag bei uns auf Trends der Zukunft.

Graphene – Verdoppelung der Energiegewinnung

Graphen ist eine Monoschicht aus wabenartig angeordneten Kohlenstoffatomen. Das Material ist unglaublich leicht, flexibel und exponentiell stärker als Stahl und leitet zudem besser als Kupfer. Um es sinnvoll in Photovoltaik-Anlagen einzusetzen, benötigten die Forscher eine bessere Vorstellung davon, wie der Mechanismus für die Umwandlung von Licht in Strom funktioniert. Um mehr über die Energieumwandlung zu erfahren, wurden die Graphene einer sogenannten Photoemissionsspektroskopie unterzogen. Das Material wurde in einer Vakuumkammer angeordnet und mit ultraschnellen Laserlicht behandelt. Ein zweiter Laser analysierte das Verhalten des Materials.

Die Forscher in Lausanne „dopten“ das Graphene

Die Forscher erleichtert die Konvertierung von Licht in Strom indem sie die Graphene dopten. In anderen Worte verbesserten sie durch Hinzufügen chemische Veränderung die Umwandlung des Lichts. Die Ergebnisse zeigten, dass eine Photovoltaik-Anlagen mit modifizierten Graphen zu einer erheblichen Effizienzsteigerung führe, denn das modifizierte Graphene erzeugte aus nur einem Photon multiple Elektronen, so der Leitende Forscher Marco Grioni. Die Entwicklung an der École Polytechnique Fédérale in Lausanne könnte einen weiteren Durchbruch in der Gewinnung von Solarenergie bedeuten, denn eine Verdoppelung der Energie-Effizienz kann schon, bei dem derzeitigen Stand der Energiegewinnung aus Sonnenlicht, als eine weiterer Quantensprung in der Branche angesehen werden. In der Zukunft planen die Forscher weitere Tests mit Graphene durchzuführen und auch andere ultra-dünnen Materialien für den Einsatz in Photovoltaik-Anlagen zu untersuchen.