(Phys.org)—Onderzoekers van de North Carolina State University hebben bloemachtige structuren gemaakt van germaniumsulfide (GeS) - een halfgeleidermateriaal - met extreem dunne bloembladen met een enorm oppervlak. De GeS-bloem belooft veel voor de volgende generatie apparaten voor energieopslag en zonnecellen.

"Het maken van deze GeS-nanobloemen is opwindend omdat het ons een enorm oppervlak geeft in een kleine hoeveelheid ruimte, " zegt Dr. Linyou Cao, een assistent-professor materiaalkunde en engineering bij NC State en co-auteur van een paper over het onderzoek. "Dit zou de capaciteit van lithium-ionbatterijen aanzienlijk kunnen vergroten, bijvoorbeeld, omdat de dunnere structuur met een groter oppervlak meer lithiumionen kan bevatten. Op dezelfde manier, deze GeS-bloemstructuur zou kunnen leiden tot een verhoogde capaciteit voor supercondensatoren, die ook worden gebruikt voor energieopslag."

Om de bloemstructuren te creëren, onderzoekers verhitten eerst GeS-poeder in een oven totdat het begint te verdampen. De damp wordt vervolgens in een koeler gebied van de oven geblazen, waar de GeS uit de lucht neerslaat in een gelaagde plaat die slechts 20 tot 30 nanometer dik is, en tot 100 micrometer lang. Naarmate er extra lagen worden toegevoegd, de bladen vertakken zich van elkaar, het creëren van een bloemmotief vergelijkbaar met een goudsbloem of anjer.

"Om deze structuur te krijgen, het is erg belangrijk om de stroom van de GeS-damp te regelen, "Cao zegt, "zodat het tijd heeft om zich in lagen uit te spreiden, in plaats van te aggregeren in bosjes."

GeS is vergelijkbaar met materialen zoals grafiet, die zich in nette lagen of vellen nestelen. Echter, GeS verschilt sterk van grafiet doordat het door zijn atomaire structuur zeer goed is in het absorberen van zonne-energie en het omzetten in bruikbare energie. Dit maakt het aantrekkelijk voor gebruik in zonnecellen, vooral omdat GeS relatief goedkoop en niet-toxisch is. Veel van de materialen die momenteel in zonnecellen worden gebruikt, zijn zowel duur als extreem giftig.