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Une combinaison d'énergie naturelle et de graphène liée au carbure de silicium cubique pourrait donner des carburants renouvelables.
Une équipe de recherche de l’Université Linköping a créé une méthode permettant de produire du graphène à plusieurs couches, dans le but ultime de convertir l’eau et le dioxyde de carbone en carburant renouvelable en utilisant l’énergie du soleil et le graphène fixés à la surface d’un carbure de silicium cubique.
Dans une étude précédente, les chercheurs ont mis au point une méthode de production de carbure de silicium cubique capable de capter l’énergie du soleil et de créer des porteurs de charge. Cependant, l'ajout de graphène, qui a la capacité de conduire un courant électrique, permettrait à un dispositif d'être plus utile pour la conversion de l'énergie solaire.
Récemment, des scientifiques ont tenté d'améliorer le processus de croissance du graphène sur une surface afin de mieux contrôler ses propriétés.
«Il est relativement facile de développer une couche de graphène sur du carbure de silicium», a déclaré Jianwu Sun, du département de physique, chimie et biologie de l'université de Linköping, dans un communiqué. «Mais la croissance d'un graphène uniforme de grande surface composé de plusieurs couches superposées représente un défi plus important.
"Nous avons maintenant montré qu'il était possible de produire de manière contrôlée du graphène uniforme constitué de quatre couches au maximum", a-t-il ajouté.
Cependant, le graphène multicouche pose un problème, car la surface devient irrégulière lorsque différents nombres de couches se développent à différents endroits, ce qui crée un bord formant un escalier minuscule à l'échelle nanométrique à la fin d'une couche.
L'équipe de recherche a été en mesure de trouver un moyen de résoudre ce problème en faisant croître le graphène à une température soigneusement contrôlée. Ils ont également montré que la méthode permettait de contrôler le nombre de couches que le graphène contiendrait.
«Nous avons découvert que le graphène multicouche possède des propriétés électriques extrêmement prometteuses qui permettent d’utiliser le matériau en tant que supraconducteur, un matériau qui conduit le courant électrique avec une résistance électrique nulle», a déclaré Sun. "Cette propriété spéciale ne survient que lorsque les couches de graphène sont disposées de manière particulière les unes par rapport aux autres."
Les chercheurs ont également démontré expérimentalement pour la première fois que le graphène multicouche possède des propriétés supraconductrices lorsque les couches sont disposées de manière spécifique.
Les matériaux supraconducteurs sont utilisés dans plusieurs applications, notamment les aimants supraconducteurs, les lignes d'alimentation électrique à perte d'énergie nulle et les trains à grande vitesse qui flottent sur un champ magnétique.
L'étude a été publiée dans Carbone
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