Вчені EPFL (Федеральна політехнічна школа Лозанни / Швейцарія) розробили новий унікальний метод перетворення сонячної енергії в водень. Зберігання сонячної енергії у вигляді водню є перспективним напрямком в створенні нових енергетичних систем на основні відновлюваної енергії.
Традиційно , для виробництва водню можуть застосовуватись фотоелектричні панелі, які генерують електричний струм, що використовується для розщеплення молекул води на водень та кисень. Така технологія є занадто дорогою і майже не знайшла комерційного застосування. Дослідники з EPFL розробили унікальний метод виготовлення високоякісних ефективних сонячних панелей , які здатні перетворювати сонячну енергію безпосередньо у водень. При цьому вартість нових сонячних установок є досить низькою.
Багато експерементуючи розробники зупинили свій вибір на «2 D матеріалах». Двовимірні матеріали ( 2D ) являють собою кристалічні сполуки, що складаються з одного шару атомів. 2D матеріали мають екстраординарні електронні властивості. Одним з самих відомих 2D матеріалів є графен , який являє собою кристалічну решітку з атомів вуглецю. Матеріал є майже прозорим для видимого спектру світла. Графен в сотні разів міцніший за метал та має найвищу тепло- та електропровідність серед всіх відомих людині матеріалів.
Існує припущення , що кількість невідкритих на сьогодні 2D матеріалів може досягати 500 різних типів. Як очікується , світовий ринок 2D матеріалів досягне 390 млн.$ протягом десяти років, в основному, на ринках напівпровідників, електроніки, енергетики та композитних батерей.
Для створення інноваційного та дешевого способу отримання водню команда вчених EPFL зосередилися на одному з кращих 2D матеріалів - «Вольфрам Діселенід (WSe 2) «, який характеризується високою ефективністю перетворення сонячної енергії безпосередньо у водень та має надзвичайну стабільність.
На першому етапі виготовлення сонячних панелей необхідно було створити рівномірну дисперсію матеріалу . Для цього порошок вольфрам діселеніду змішувався з рідким розчинником. Використовуючи звукові вібрації вдалось отримати розшарування суміші на тонкі 2D пластинки , які були стабілізовані спеціальними хімічними речовинами. Розроблена лабораторією ( керівник - Kevin Sivula ) технологія дозволила отримати 2D матеріал з рівномірною дисперсію, який схожий на чорнило або фарбу.Потім дослідники вводили отримане чорнило діселенід вольфраму між двома рідинами , які не змішуються. Застосовуючи так званий ефект нафти і води , коли дві рідини не перемішуються і мають чітко розділені межі, вчені використали цей кодон розділення як валки , щоб сформувати тонку плівку з високою якістю. Далі рідини видаляються і плівка переводиться на гнучку пластикову основу.
Розроблений метод набагато дешевший , ніж виготовлення традиційних сонячних панелей. І що важливо , дана технологія може мати широке комерційне застосування.