روش جدید برای افزایش ذخیره‌سازی انرژی خورشیدی تا ۳۰۰۰ درصد

محققان با الهام گرفتن از گیاهان موفق به ساخت الکترودی شدند که قابلیت ذخیره انرژی خورشیدی تا ۳۰۰۰ درصد را دارد.

کد خبر: ۶۰۱۲۸۱

پیشرفت و انعطاف‌پذیری تکنولوژی سلول‌های خورشیدی ما را یک قدم به ساخت ابزارهایی مانند گوشی‌های هوشمند و لپ‌تاپ‌هایی که از انرژی خورشیدی به‌صورت پایان‌ناپذیر استفاده می‌کنند، نزدیک کرده است.

یکی از دغدغه‌های اساسی استفاده از انرژی خورشیدی به‌عنوان منبع این است که چگونه می‌توان بدون هدر دادن انرژی خورشیدی همچنان آن را برای استفاده‌های بعدی ذخیره کرد؟

برای این هدف دانشمندان به تکنولوژی ابرخازن‌ها روی آورده‌اند که در آن ذخیره و آزادسازی انرژی بسیار سریع و در مقیاسی بزرگ صورت می‌گیرد، اما اکنون ابرخازن‌ها  برای ذخیره مقدار معینی از انرژی روش مورد اعتمادی نیست؛ به همین دلیل استفاده از آنها به‌عنوان منبع خورشیدی مناسب نیست.

بنابراین یک تیم تحقیقاتی از دانشگاه RMIT در ملبورن استرالیا تصمیم به بررسی ساختمان موجودات زنده گرفت تا به چگونگی ذخیره شدن انرژی زیاد در محلی کوچک با استفاده از آنها پی ببرد. این گروه آزمایش خود را روی برگ‌های هوشمندی به نام سوردفرن غربی انجام داد. این گیاه ساختار فراکتالی دارد و در آمریکای شمالی می‌روید.

به گفته یکی از افراد نانومهندسی تیم، برگ‌های سوردفرن غربی پر از رگه است که به آنها در ذخیره کردن انرژی و رساندن آب به گیاه کمک می‌کند.  الکترود مورد نظر با داشتن ساختار فراکتالی دقیقا شبیه دانه‌های برف که در ابعاد کوچک مساحت زیادی را در بر می‌گیرند، موجب افزایش ذخیره انرژی خورشیدی در ابعاد نانویی می‌شود.

در شکل زیر برگ سرخرس با بزرگ‌نمایی ۴۰۰ برابر نمایش داده شده است که در آن به‌راحتی می‌توان الگوی تکرار شدن شکل را مشاهده کرد. دانشمندان از این الگو در طراحی خود استفاده کرده‌اند.

 

برای ساخت یک الکترود با رسانایی قوی دانشمندان با استفاده از لیزر روی گرافن که یک نانوماده کربنی به ضخامت یک اتم است، تغییراتی را ایجاد کرده‌اند. با استفاده از گرافن می‌توان رسانایی الکتریکی را تا حد موثری افزایش داد.

این تیم تحقیقاتی با استفاده از ساختار فراکتالی الکترود گرافنی و همچنین ترکیب آن با ابرخازن‌های موجود موفق به افزایش ظرفیت ذخیره انرژی تا ۳۰ برابر شده است.

اگر اجرای الکترود جدید این گروه موفقیت‌آمیز باشد در آینده سلول‌های خورشیدی ترکیبی با ابررساناها با قدرت ذخیره انرژی تا ۳۰۰۰ درصد بیشتر از آنچه امروزه مورد استفاده قرار می‌گیرد را مشاهده خواهیم کرد.

به عقیده این تیم تحقیقاتی ابرخازن‌های نوظهور ابزارهای ایده‌آلی برای ذخیره انرژی خورشیدی خواهند بود که به‌وسیله آنها می‌توان به‌طور موثر مقداری از انرژی را حتی در یک روز ابری نیز ذخیره کرد.

در واقع این دسته ابتدایی از الکترودها فقط برای اثبات ساختار فراکتالی مطرح شد و چیزی که محققان را خوشحال می‌کند، کاربرد گسترده این تکنولوژی جدید است.

به گفته سرپرست تیم تحقیقاتی مهیج‌ترین بخش استفاده از الکترودها همراه با سلول‌های خورشیدی این است که یک راه‌حل کلی برای ذخیره و برداشت انرژی از روی تراشه‌ها ارائه می‌دهد.

با وجود اینکه برای انجام کار می‌توان از سلول‌های خورشیدی رایج در پشت‌بام‌ها استفاده کرد، اما این گروه به‌طور خاص از سلول‌های خورشیدی فیلم نازک به‌عنوان نسل جدید فتوولتائیک‌های انعطاف‌پذیر که تقریبا در همه جا موجود است برای ترکیب با الکترود خود استفاده کرده‌اند.

از این ابزار می‌توان تقریبا در همه جا؛ از پنجره ساختمان‌ها گرفته تا پنل‌های ماشین، همچنین از گوشی‌های هوشمند گرفته تا ساعت‌های هوشمند استفاده کرد. در آینده­ نزدیک مشکل نیاز به باتری یا جایگاه‌های شارژ برای شارژ گوشی و یا ماشین‌های هیبریدی حل خواهد شد.

مرجع:

 http://www.sciencealert.com/new-graphene-based-electrode-could-boost-solar-energy-storage-by-3-000

More from آیتک تبریزی

مغز اسیدی و مشکلات روانی

  کد خبر: ۶۰۶۰۷۱   تاریخ انتشار:.۲۰۱۷  ۲۸ August مغز اسیدی و مشکلات روانی...
مشاهده مطلب

پاسخ دهید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *