الجرافين كوقود متجدد

عمل الباحثون بجامعة لينشابنج بالسويد على تطوير طريقة لتحويل الماء وثاني أكسيد الكربون إلى طاقة المستقبل المتجددة باستخدام الطاقة من الشمس وجرافين على سطح مكعب من كربيد السليكون.

وقد أخذوا خطوة مهمة تجاه هذا الهدف بتطوير طريقة لامكانية إنتاج جرافين متعدد الطبقات في عملية محكومة بدقة.

وقد أظهر الباحثون في هذه الدراسة أيضا أن الجرافين قد يعمل كموصل فائق في بعض الحالات.

الخطوة الأولى في هذه الدراسة كانت إنتاج المادة التي سيستخدموها، وقد قام هؤلاء الباحثين في فترة سابقة بعمل مكعب من كاربيد السيليكون يتكون من سيليكون وكربون، هذا الشكل المكعب يستطيع أن يلتقط الطاقة من الشمس وينتج حاملات للشحنات ولكنه غير كافي.

أما الجرافين وهو أحد أرفع المواد على الإطلاق فقد لعب دورا أساسيا في المشروع بما لديه من مقدرة عالية على توصيل التيار الكهربي وهي ميزة مفيدة في تحويل الطاقة الشمسية.

حاول الباحثون خلال السنوات الأخيرة تحسين العملية التي يمكن بها ترسيب الجرافين على سطح للتحكم في خواصه.
يقول جيانمو سان، أحد الباحثين في قسم الفيزياء والكيمياء والبيولوجي بجامعة لينشوبينج: “من السهل نسبيا تكوين طبقة من الجرافين على كربيد السيليكون ولكن التحدي الأكبر هو تكوين مساحة كبيرة متناسقة من الجرافين مكونة من عدة طبقات فوق بعضها البعض. وقد كشفنا الآن أنه من الممكن تكوين طبقة جرافين متناسقة من طبقات تصل إلى أربعة طبقات تحت تحكم دقيق”.

أحد صعوبات الحصول على طبقات متعددة هو أن السطح يصبح غير مستوِ حيث يتكون عدد مختلف من الطبقات في أماكن مختلفة. وفي نهاية طرف احدى الطبقات يكون مثل سلم بمقياس النانو، وهذه مشكلة بالنسبة للباحثين الذين يحتاجون مساحات كبيرة مسطحة خاصة حين تتجمع أدراج هذا السلم في دَرَج كبير مثل سلم بُني بشكل خاطيء فالتصقت عدة أدراج في درج واحد.

وقد وجد الباحثون طريقة لإزالة الأدراج المدمجة في درج واحد وذلك بالقيام بتكوين طبقة الجرافين من خلال عملية تحت التحكم الدقيق في درجة الحرارة، وبنفس هذه الطريقة أيضا يمكن التحكم في تكوين عدة طبقات من الجرافين.
وهذه أول خطوة في طريق إنتاج طاقة متجددة من الماء وثاني أكسيد الكربون.
وقد تنبأت الحسابات النظرية أن الطبقات المتعددة من الجرافين سيكون لها خواص توصيل فائق في حالة ترتيب الطبقات بشكل محدد.

https://www.sciencedaily.com/releases/2018/11/181107103554.htm