Wordt grafeen het nieuwe silicium?

epigrafeenchips

Epigrafeenchips (afb: gatech.edu)

Het zou onderzoeksters voor het eerst gelukt zijn om geïntegreerde circuits (ic’s of ‘chips’) te maken van grafeen, een verschijningsvorm van koolstof (naast, bijvoorbeeld grafiet en diamant). Die al jaren als uiterst veelzijdig en veelbeloven gepresenteerde koolstofvorm zou, in combinatie met silicium, de ic’s zo’n tien keer sneller maken dan de huidige kiezelchips en twintig keer sneller dan ic’s van tweedimensionale halfgeleiders. Daar worden die chips niet alleen sneller van, maar warmen ook minder snel op en moeten dus minder gekoeld worden. Kortom: veelbelovend. Lees verder

Warmtezonnecel met, in theorie, rendement van 80%

De thermofoltaïsche zonnecel

De thermofotovoltaïsche zonnecel (PV cell) onder lichtconcentrator (foto:MIT)

Het lijkt er op of de ontwikkeling van zonnecellen, waar toch al weer heel wat jaren aan gesleuteld wordt, in een stroomver-snelling is terecht-gekomen. Onlangs berichtte ik over een aantal recente ontwikkelingen van zonnecellen en nu komt uit het Amerikaanse Cambridge (=MIT) het bericht dat ze daar het rendement van zonnecellen oppoken met warmte. Met deze techniek zou het ook mogelijk zijn energie in de vorm van warmte op te slaan voor later gebruik, zoals bekend een van de zeer zwakke punten van duurzame energievormen als wind- en zonne-energie. Lees verder

Nieuwe innovatie grote stap voorwaarts zonnecel (?)

zonnecelEen zonnecel, ik zeg het nog maar eens, is technisch gezien een elegante manier om zonne-energie direct om te zetten in voor ons bruikbare energie (elektra). Heel wat eleganter dan dat geknoei met water, zoals bij andere, conventionele manieren van energieopwekking. Toch wil de echte doorbraak met zonne-energie maar niet komen. Te weinig rendement, is dan de kreet, maar dat kan niet waar zijn.  Van een energetisch gezien totaal onrendabel systeem als de auto, rijden tientallen miljoenen exemplaren op de aardbol rond. Ter zake. Er zijn, bij onderzoek, twee systemen bedacht, die het rendement van zonnecellen over de economische (en geestelijke?) drempel zou kunnen tillen: een cel die ook infrarood licht gebruikt en een rendement van 40% belooft en een eenlaagscel met een variabele ‘bandkloof’. Lees verder

Grafeen toch bruikbaar als ‘opvolger’ silicium?

Balandin-groep

Onderzoek aan de universiteit van Californië onder leiding van Alexander Balandin heeft waarschijnlijk een remedie opgeleverd voor een zwakte in de verder zo voortreffelijke eigenschappen van grafeen. Voor toepassing in de elektronica kan grafeen bogen op een uitstekende elektrische en ook thermische geleidbaarheid. Het zwakke punt van grafeen bij toepassing in de elektronica is echter dat het geen verboden zone of bandkloof heeft zoals halfgeleiders. Dat betekent in gewone-mensentermen dat een grafeentransistor nooit helemaal uitgezet (=0) kan worden. Die blijft lekken. Dat is in de wereld van de enen en de nullen een probleem. Pogingen om grafeen een bandkloof te bezorgen via trucs als kwantumputten of oppervlaktebehandeling hadden geen succes.
Het Californische onderzoeksteam besloot niet het materiaal te veranderen, maar de manier waarop de informatie wordt verwerkt. De huidige computers werken met Booleaanse algebra, met de enen en de nullen. De onderzoekers lieten zien dat je met grafeen niet-Booleaanse rekentechnieken kunt toepassen, die gebruik maken van niet-lineaire netwerken. Als je gebruik maakt van de elektrische eigenschappen van grafeen, is ook met dat ‘lekke’ materiaal te rekenen, tonen de onderzoekers in hun studie aan, zo lang je maar geen Booleaanse algebra probeert te gebruiken. Als die technieken worden toegepast, dan zou, met grafeen, de schaalgrootte weer een stuk naar beneden kunnen bij een weer geringer energieverbruik  en blijft Moore (die van de wet) weer langer blij.

Bron: Eurekalert