Tạo pin mặt trời hữu cơ từ vật liệu gỗ
Các nhà nghiên cứu tại Đại học Linköping và Viện Công nghệ Hoàng gia (KTH) - Thụy Điển mới đây đã công bố trên tạp chí Advanced Materials một nghiên cứu mới về việc sử dụng lignin kraft (có trong gỗ) chưa qua xử lý để chế tạo pin mặt trời thân thiện với môi trường.
Ánh sáng mặt trời hiện nay là một trong những nguồn năng lượng bền vững. Pin mặt trời truyền thống làm từ silicon có hiệu quả cao nhưng quy trình sản xuất phức tạp và tiêu tốn nhiều năng lượng, có thể dẫn đến sự cố tràn hóa chất nguy hiểm. Do đó, pin mặt trời hữu cơ đã trở thành một lĩnh vực nghiên cứu nóng nhờ chi phí sản xuất thấp, trọng lượng nhẹ và tính linh hoạt, được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực như sử dụng trong nhà hoặc gắn vào quần áo để cung cấp năng lượng cho các thiết bị điện tử cá nhân.
Tuy nhiên, pin mặt trời hữu cơ được làm bằng nhựa, hoặc polyme có nguồn gốc từ dầu mỏ, không thân thiện với môi trường như mong đợi.
Kraft lignin cải thiện tính ổn định trong pin mặt trời hữu cơ
Các nhà nghiên cứu tại Đại học Linköping và KTH đã ứng dụng lignin kraft (có nguồn gốc từ bột gỗ) làm một phần của lớp vận chuyển điện tử kết nối với cực âm trong pin mặt trời hữu cơ. Theo Qilun Zhang, kỹ sư nghiên cứu chính tại Phòng thí nghiệm Điện tử hữu cơ (LOE) tại Đại học Linköping, mặc dù hiện nay chỉ có một phần nhỏ pin mặt trời được làm từ lignin nhưng mục tiêu lâu dài là chế tạo pin mặt trời từ vật liệu gỗ.
Trong các nghiên cứu trước đây, vật liệu làm từ gỗ biến đổi về mặt hóa học đã được sử dụng để tăng độ tin cậy hoặc độ ổn định trong cả pin mặt trời hữu cơ và pin mặt trời làm từ vật liệu tinh thể perovskite. Trong nghiên cứu được công bố gần đây, nhóm các nhà nghiên cứu Đại học Linköping đã sử dụng phiên bản lignin "thô" (còn gọi là lignin kraft) được chiết xuất trực tiếp từ gỗ để thử nghiệm trong quy trình sản xuất giấy.
"Chúng tôi đã tạo ra một loại vật liệu hoặc composite từ kraft lignin để tạo thành lớp giao diện cực âm. Hóa ra điều này làm cho pin mặt trời ổn định hơn. Ưu điểm của kraft lignin là có khả năng tạo ra nhiều liên kết hydro, giúp ổn định pin mặt trời”, kỹ sư Qilun Zhang cho biết thêm.
Nghiên cứu này được xem như bước đầu hướng tới việc thay thế các vật liệu gốc dầu hiện nay bằng các vật liệu làm từ gỗ với ưu điểm là không độc hại, bền vững và rẻ tiền, có tiềm năng mở rộng quy mô cho các ứng dụng lớn hơn sau này.
