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    AW: "Zukunftsmaterial“ Graphen


    Neue Solarzellen könnten auch Regenwasser zur Stromerzeugung nutzen - Foto: EPA/KIYOSHI OTA

    Solarzelle erzeugt Strom aus Regenwasser

    Chinesische Forscher haben eine Methode entwickelt, wie Solarzellen auch bei Schlechtwetter Strom erzeugen können. Regenwasser und Graphen sind die Schlüssel.

    Solarzellen sind üblicherweise auf den Betrieb bei größtmöglicher Sonneneinstrahlung ausgelegt. In Zukunft könnten sie aber auch bei Regen Strom produzieren. Forscher aus Qingdao, China, haben eine Solarzelle mit einer Graphen-Schicht überzogen. Auftreffende Regentropfen und darin enthaltene Ionen reagieren mit den Elektronen des Graphen und erzeugen Strom.

    Wie das Science News Journal berichtet, ist lediglich eine nur ein Atom dicke Schicht Graphen notwendig, um den Prozess in Gang zu setzen. Die in China entwickelte Solarzelle erreichte in Tests eine Energieumwandlungseffizienz von 6,53 Prozent. Wie Engadget klarstellt, erreichen moderne Photovoltaikzellen bis zu 22 Prozent, allerdings nur an sonnigen Tagen.
    futurezone.at



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  2. Bedankos Buster01, eddy-dien8 bedankte(n) sich für diesen Post
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    AW: "Zukunftsmaterial“ Graphen



    Neues E-Paper auf Graphen-Basis: Billig, super und "bald" verfügbar

    Aufgrund seiner vielversprechenden Eigenschaften wird der Kohlenstoff-Form Graphen eine große Zukunft vorausgesagt und es werden zahlreiche Anwendungen erprobt. In der Praxis ist es aber faktisch noch nirgends zu finden, das soll sich mit einem neuen E-Paper-Panel im kommenden Jahr aber ändern.

    Entwickelt wurde das fragliche Display in China von der Firma Guangzhou OED Technologies und einem nicht näher benannten anderen Unternehmen aus Chongqing, berichtete die chinesische Nachrichtenagentur Xinhua. Graphen werde aufgrund des Durchbruchs in der Forschung so auf ein komplett neues Niveau vorangebracht, hieß es. Das wäre tatsächlich der Fall, wenn es gelingt, Panels aus dem Material in absehbarer Zeit zur Marktreife zu bringen.

    Das Panel ist den Angaben der Entwickler sowohl geeignet, um herkömmliche starre Displays zu bauen, als auch flexible Anzeigen, die beispielsweise in bestimmten Wearable-Anwendungen benötigt werden. Der Vorteil gegenüber den bisher bekannten E-Paper-Technologien soll sich allerdings nicht nur auf den möglichen flexiblen Einsatz beschränken.

    Durch den Einsatz von Graphen, das nicht nur gute elektrische, sondern auch optische Eigenschaften mitbringt, sei auch die Qualität der Darstellung wesentlich besser. Das betrifft den Angaben zufolge insbesondere die Helligkeit - in diesem Fall also wohl den Kontrast zwischen Hintergrund und Schrift.

    Hinzu kommt noch ein Vorteil beim verwendeten Material. Wenn die Technologie zur Herstellung von Graphen erst einmal vorhanden ist, arbeitet man im Prinzip als Rohstoff mit einem der am leichtesten verfügbaren Rohstoffe überhaupt: Kohlenstoff. Bei den bisher verfügbaren E-Paper-Panels benötigt man hingegen das seltene und damit auch recht teure Metall Indium.

    Öffentlich gezeigt wurde das Graphen-Panel noch nicht. Trotzdem wurde bereits zugesichert, dass die kommerzielle Produktion im kommenden Jahr starten kann.
    winfuture.de
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    AW: "Zukunftsmaterial“ Graphen



    Elektronenfänger im Graphen

    Die Materialforschung sucht noch immer nach einem wirtschaftlichen Herstellungsverfahren von Graphen. Wissenschaftler der Universität Erlangen-Nürnberg wollen dem jetzt mit Benzonitril einen Schritt näher gekommen sein.

    Mit dem Material Graphen sind große Hoffnungen verbunden. Insbesondere die Industrie verspricht sich Vorteile: Es könnte Computer schneller, Batterien langlebiger und Solarzellen transparent und trotzdem leistungsfähiger machen. Doch dafür sind zum einen Herstellungsverfahren im großen Maßstab erforderlich, zum anderen ist eine umfassende Kontrolle über das Verfahren nötig. Forscher der Universität-Erlangen-Nürnberg sind jetzt auf einen Stoff gestoßen, der letzteres ermöglicht. Im Ergebnis erhalten sie auf kostengünstige Weise unbeschädigte (defektfreie) Graphenschichten, deren Leitfähigkeit sich steuern lässt.

    Anziehungskräfte im Graphen überwinden


    Benzonitril heißt das Mittel, das einen entscheidenden Schritt bei der Herstellung von Graphen erleichtert. Bisher bestand die Schwierigkeit darin, die starken Anziehungskräfte der Graphenschichten in Graphit zu überwinden, ohne die Schichten zu beschädigen.

    Eine gängige Herstellungsmethode, laut der Forscher die so genannte chemische Exfolierung, ließ sich mithilfe des Benzonitrils optimieren. Zunächst werden Metallionen in den Graphit eingelagert. Sie sorgen in Kombination mit einem Lösungsmittel dafür, dass sich die einzelnen Graphenlagen voneinander abstoßen. Anschließend musste das Graphen jedoch wieder von den Elektronen aus dem eingelagerten Metall getrennt werden. Das gelang durch Zugabe von Lösungsmitteln und Erhitzen. Doch bei diesen Prozessen können irreversible Defekte entstehen, die die elektronischen Eigenschaften, wie etwa die Leitfähigkeit, des Graphens beeinflussen.

    Elektronen im Graphen einfangen


    Benzonitril nun fängt die Elektronen ein, ohne dass Defekte in den Gitterkohlenstoffatomen des Graphens entstehen. "Ein solches inertes Oxidationsmittel wurde von mehreren Forschern der ganzen Welt seit vielen Jahren gesucht", sagt Philipp Vecera, Hauptautor der Studie und Mitarbeiter am Lehrstuhl für Organische Chemie II. Dass das Benzonitril ermittelt wurde, ist das Ergebnis einer groß angelegten Studie der Forscher der Universität Erlangen-Nürnberg. "Durch die exakte Zugabe des Benzonitrils kann die Zahl der Ladungsträger gesteuert werden, die am Ende einen Defekt herbeiführen", erklärt Vecera. Weil zudem keine weiteren Lösungsmittel mehr hinzugefügt werden müssen und das Erhitzen entfällt, "ist das Verfahren deutlich abgekürzt und beschleunigt – und daher kostengünstiger", betont der Chemiker Vecera.
    heise.de
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    Graphenoxid-Sieb - Foto: Nature Nanotechnology (2017)

    Graphen-Sieb kann Wasser entsalzen

    Britische Forscher haben ein Graphensieb entwickelt, das Salz aus Meerwasser entfernen kann.

    Die Ensalzung von Meerwasser ist ein aufwändiger und kostenintensiver Prozess. Durch ein Sieb aus Graphen könnte sich das ändern. Allerdings war das Material bisher zu teuer und zu empfindlich, um im industriellen Maßstab zur Erzeugung solcher Filter zu dienen. Britische Forscher der Universität Manchester haben jetzt eine Möglichkeit gefunden, ein Graphensieb herzustellen. Ihr Trick ist, Graphenoxid statt purem Graphen zu verwenden, wie die BBC berichtet. "Graphenoxid kann einfach im Labor hergestellt werden", sagt Forschungsgruppenleiter Rahul Nair.

    Das Material lässt sich in Flüssigkeit gelöst auf ein Substrat aufbringen, wodurch eine Membran entsteht, deren Poren fein genug sind, um die Salze aus Meerwasser zurückzuhalten. Im Gegensatz zu reinem Graphen, in das Löcher gebohrt werden müssen, damit es überhaupt wasserdurchlässig wird, hat Graphenoxid von Haus aus solche Poren. Das Material wurde auch schon eingesetzt, um große Moleküle aus Flüssigkeiten zu filtern. Für die Entsalzung war es bisher ungeeignet, weil es bei Kontakt mit Wasser leicht aufquillt, was dazu führt, dass einzelne Salzionen durch das Gitter schlüpfen können.

    Um das zu verhindern, haben die Forscher das Material mit Epoxidharz stabilisiert, wodurch das Aufquellen verhindert wird. So lassen sich hocheffiziente Siebe relativ kostengünstig herstellen. In einem nächsten Schritt wollen die Forscher die Performance des Materials mit anderen Membranen aus gängigen Materialien vergleichen.
    futurezone.at



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    Samsung gelingt der Durchbruch: Akkus laden jetzt fünfmal schneller


    Forschern von Samsung ist es gelungen, in Smartphones verwendete Akkus deutlich zu optimieren: Die Ladezeiten sinken drastisch, die Kapazität wird erhöht.

    Samsung ist ein kleiner Akku-Durchbruch gelungen: Forscher von Samsung Advanced Institute of Technology (SAIT) haben es geschafft, die Ladezeit und Kapazität von Lithium-Ionen-Akkus deutlich zu erhöhen. Wenn die Technik Marktreife erreicht, könnten Smartphones, Notebooks und Tablets deutlich zügiger aufgeladen werden.

    Konkret benötigt die Zeit zum Aufladen eines Akkus nur noch ein Fünftel der Zeit, wie ZDNet berichtet: Statt 60 Minuten brauche ein Akku demnach nur noch 12 Minuten, um voll aufgeladen zu werden. Ermöglicht wird das durch den Einsatz von Graphen an Anode oder Kathode des Akkus - in einem Fachartikel haben die Forscher das Verfahren näher beleuchtet.
    Neuer Samsung-Akku schon zum Patent angemeldet

    In den USA und Südkorea soll Samsung das neue Verfahren bereits zum Patent angemeldet haben. Ob und wann die Technologie sich dann in Samsung-Telefonen wiederfindet, ist bislang aber unklar.

    Aktuelle Top-Modelle von Samsung benötigen für eine volle Ladung gegenwärtig noch deutlich mehr Zeit: Beim Galaxy S8 und dem Note 8 waren es in unserem Test jeweils knapp 2 Stunden.
    chip.de
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