Nghiên cứu và chế tạo vật liệu lai hóa nhằm giảm giá thành cho điện cực đối của pin năng lượng mặt trời nhạy quang (DSCs)
Nhằm nghiên cứu và tổng hợp các loại vật liệu lai hóa giữa ô xít kim loại và hạt nano Pt trong điều kiện khô, nhằm loại bỏ việc sử dụng các tác nhân hóa học cũng như dung môi ảnh hưởng đến sức khỏe cũng như môi trường, nhóm nghiên cứu Trường Đại học PHENIKAA do TS. Đào Văn Dương làm chủ nhiệm đã đề xuất thực hiện đề tài: “Nghiên cứu và chế tạo vật liệu lai hóa nhằm giảm giá thành cho điện cực đối của pin năng lượng mặt trời nhạy quang (DSCs)”.
Để đạt được mục đích đề ta, đề tài lựa chọn chế tạo một số vật liệu ô xít kim loại chuyển tiếp như WO3, NiO, và SnO2 có cấu trúc nano bằng phương pháp hóa, tiếp đến hạt nano Pt sẽ được lai hóa lên vật liệu ô xít bằng phương pháp khử khô sử dụng các tác nhân khử là nhiệt độ hoặc plasma. Các phương pháp này hoàn toàn có thể thực hiện ở điều kiện Việt Nam mà không đòi hỏi các thiết bị hiện đại, và đắt tiền.
Sau một thời gian triển khai thực hiện, đề tài thu được một số kết quả như sau:
- Tổng hợp thành công các ô xít kim loại chuyển tiếp với cấu trúc đặc biệt tạo độ xốp lớn và diện tích bề mặt cao như NiO, WO3, SnO2. Các kết quả được công bố trên tạp chí: Vietnam Journal of Chemistry, 2019, 57, 784-791; Solar Energy 2020, 197, 546; Solar Energy, 2021, 214, 214.
- Tổng hợp thành công các vật liệu lai hóa sử dụng các phương pháp thân thiện môi trường như nhiệt phân, công nghệ plasma: NiO/Pt, NiO/Cdot, WO3/Pt, PtSe/graphene, Ru/graphene, Ru/CNT, Pt/TiO2. Các kết quả được công bố trên tạp chí: Solar Energy 2020, 197, 546; Solar Energy, 2020 inpress; Journal of Electroanalytical Chemistry 2020, 857, 113769; Journal of Science: Advanced Materials and Devices 2020, 5, 184- 184.
- Khảo sát tính chất điện hóa của vật liệu lai hóa cho thấy khả năng xúc tác của vật liệu lai hóa là cao hơn vật liệu Pt truyền thống. Các kết quả được công bố trên tạp chí: Solar Energy 2020, 197, 546; Solar Energy, 2021, 214, 214; Journal of Electroanalytical Chemistry 2020, 857, 113769; Journal of Science: Advanced Materials and Devices 2020, 5, 184-184.
- Ứng dụng vật liệu lai hóa trong pin năng lượng mặt trời DSC cho hiệu suất cao hơn pin năng lượng mặt trời chế tạo bằng Pt. Các kết quả được công bố trên tạp chí: Solar Energy 2020, 197, 546; Solar Energy, 2021, 214, 214; Journal of Electroanalytical Chemistry 2020, 857, 113769; Journal of Science: Advanced Materials and Devices 2020, 5, 184- 184.
- Tổng hợp các vật liệu lai hóa khác như Ru/graphene, Ru/CNT, PtSe/graphene và ứng dụng là điện cực đối của pin năng lượng mặt trời DSC. Các kết quả được công bố trên tạp chí: Solar Energy, 2019, 191, 420-426; Synthetic Metals 2020, 260, 116299; Materials Today Energy 2020, 16, 100384; Journal of Sol-Gel Science and Technology, 2019, 91, 342-352.
- Ngoài ứng dụng trong pin năng lượng mặt trời, đề tài còn mở rộng ứng dụng trong thiết bị tạo hơi nước dùng năng lượng mặt trời. Các kết quả được công bố trên tạp chí: Nano Energy, 2020, 68, 104324; Journal of Power Sources, 2020, 448, 227388; Science of The Total Environment 2021, 759, 143490.
Các kết quả của đề tài góp phần tạo ra vật liệu mới ứng dụng trong pin năng lượng mặt trời DSC với giá thành thấp nhằm thay thế vật liệu Pt truyền thống ngày càng cạn kiệt và giá thành cao. Ngoài ra, với những tính chất đặc biệt của vật liệu lai hóa, chúng có thể ứng dụng trong nhiều lĩnh vực khác như sensor, ắc qui Li-ion, thiết bị thu hồi nước sạch, vân vân. Các công nghệ mới để tổng hợp vật liệu như công nghệ plasma khử khô được phát triển trong đề tài hứa hẹn sẽ được phát triển mạnh trong tương lai nhờ công nghệ đơn giản, thân thiện môi trường, thời gian khử gắn và không cần phải sử dụng bất kỳ hóa chất nào.
Có thể tìm đọc toàn văn Báo cáo kết quả nghiên cứu của Đề tài (Mã số 18464/2020) tại Cục Thông tin khoa học và công nghệ quốc gia.
https://vista.gov.vn/
