Skip to main content

Nieuw nanomateriaal kan zeldzame-aardemineralen vervangen in zonnecellen en OLED's

Onderzoekers in Nederland hebben een synthetische vervanger gemaakt voor indium, een uiterst zeldzaam metaal dat een noodzakelijk ingrediënt is geworden in zonnecellen en sommige organische lichtemitterende diodes (OLED's). Het nieuwe materiaal is gemaakt van koolstofnanobuisjes en plastic nanodeeltjes, en onderzoekers denken dat ze in staat zullen zijn hoge niveaus van elektrische geleidbaarheid te bereiken met voortdurend onderzoek. Door een zeldzame-aardemineraal te vervangen door een samengesteld materiaal, zouden deze onderzoekers ook op weg kunnen zijn om de hoge kosten van het maken van zonnecellen te verlagen.

Het onderzoeksteam werd geleid door Paul van der Schoot en polymeerchemicus Cor Koning aan de Technische Universiteit Eindhoven in Nederland. De onderzoekers wilden een kunstmatig materiaal ontwikkelen dat de twee belangrijkste kenmerken van indium had (een essentieel onderdeel van veel elektronica): transparantie en elektrische geleidbaarheid. Indium kan worden gemanipuleerd in dunne, transparante vellen die worden gebruikt in LCD- en plasmatelevisies naast zonnecellen en LED's. De toevoer van indium op aarde zal over ongeveer een decennium opraken, dus het vinden van een vervanger voor dit zeer gebruikte metaal is uitermate belangrijk.

De onderzoekers ontwikkelden met succes een vervangend materiaal door een kleine hoeveelheid gemakkelijk verkrijgbare nanobuisjes, een oplossing van latexkorrels en een kleine hoeveelheid bindingspolystyreenkorrels in water te combineren. Wanneer de oplossing wordt verhit, smelten de polystyreenbolletjes waardoor een netwerk van koolstofnanobuisjes ontstaat die worden omgeven door de sterk geleidende latex. Het huidige materiaal is niet zo geleidend als indiumtinoxide, maar onderzoekers zijn ervan overtuigd dat door het aantal gebruikte koolstofnanobuizen te manipuleren, ze de elektrische geleidbaarheid kunnen verhogen. Het nieuwe materiaal staat overeen met tinoxide in termen van transparantie en elektrische geleidbaarheid, en bevat ook geen zware aardgevoelige metalen en is uiterst flexibel, waardoor het perfect is voor buigbare toepassingen.