瑞典林雪平大学（LiU）的研究人员正致力于开发一种方法，将水和二氧化碳转化为未来的可再生能源，利用太阳能和石墨烯应用于立方碳化硅表面。

LiU研究小组最近报告了实现这一目标的重要一步，并开发了一种方法，可以在严格控制的过程中生产多层石墨烯。他们还表明石墨烯在某些条件下起到超导体的作用。

碳，氧和氢是制造二氧化碳和水的三种元素。相同的元素是用于燃料的化学物质的构建块，例如乙醇和甲烷。如果可能的话，二氧化碳和水转化为可再生燃料将提供化石燃料的替代品，并有助于减少二氧化碳向大气的排放。林雪平大学的高级讲师孙建武正试图找到一种方法来做到这一点。

第一步是开发他们计划使用的材料。林雪平大学的研究人员之前已开发出世界领先的生产立方碳化硅的方法，该方法由硅和碳组成。立方体形式具有从太阳捕获能量并产生电荷载体的能力。然而，这还不够。石墨烯在该项目中发挥着关键作用。石墨烯具有很高的传导电流的能力，这种特性可用于太阳能转换。

近年来，研究人员试图改进石墨烯在表面上生长的过程，以控制石墨烯的性质。 “在碳化硅上生长一层石墨烯相对容易。但是，生长大面积均匀石墨烯是一个更大的挑战，石墨烯由几层叠在一起组成。我们现在已经证明，有可能以受控的方式生长由最多四层组成的均匀石墨烯“，LiU的物理，化学和生物学系的Jianwu Sun说。

多层石墨烯带来的困难之一是当不同数量的层在不同位置生长时表面变得不均匀。当一层结束时的边缘具有微小的纳米级楼梯的形状。对于想要大平坦区域的研究人员来说，这些步骤是个问题。当步骤在一个位置收集时尤其成问题。研究人员现已找到一种方法，通过在严格控制的温度下生长石墨烯来消除这些步骤。此外，研究人员已经证明，他们的方法可以控制石墨烯含有多少层。这是正在进行的研究项目的第一个关键步骤，其目标是用水和二氧化碳制造燃料。

在一篇密切相关的文章中，研究人员描述了对立方碳化硅上生长的多层石墨烯的电子特性的研究。 “我们发现多层石墨烯具有非常有前景的电性能，可以将材料用作超导体，这种材料可以传导零电阻的电流。这种特殊性质仅在石墨烯层以相对于彼此的特殊方式排列时产生“，建武孙说。

理论计算已经预测多层石墨烯将具有超导特性，只要这些层以特定方式排列即可。在这项新研究中，研究人员首次通过实验证明了这种情况。超导材料尤其用于超导磁体 - 用于医学研究的磁共振相机中的极其强大的磁体，以及用于研究的粒子加速器。超导体有许多潜在的应用领域，例如零能量损失的电源线，以及漂浮在磁场上的高速列车。它们的使用目前受限于无法生产在室温下起作用的超导体：目前可用的超导体仅在极低温度下起作用。

这些研究是与隆德MAX IV实验室的研究人员合作进行的，得到了瑞典研究理事会，FORMAS，STINT，ÅForsk和Stiftelsen OlleEngkvistBeginmästare的资金支持。