کوی دانش - kooy

راه حلی مؤثر و کم هزینه برای ذخیره انرژی خورشیدی

راه حلی مؤثر و کم هزینه برای ذخیره انرژی خورشیدی
05 شهریور
12:15 1395
چگونه می توان انرژی خورشیدی را برای استفاده در زمانی که تابش خورشید وجود ندارد ذخیره کرد؟ یک راه حل تبدیل انرژی خورشیدی به هیدروژن توسط الکترولیز آب است. این ایده به این صورت است که از الکتریسیته ای که توسط انرژی خورشیدی (پنلهای خورشیدی) بدست می آید برای تجزیه ملوکولهای آب به اکسیژن و هیدروژن استفاده شود. سپس هیدروژن خالص را می توان بعنوان منبع انرژی الکتریسیته ویا یک منبع سوختی استفاده کرد. اما دقیقاً همینجاست که موضوع پیچیده می شود. حتی با وجود فناوری های مختلفِ تولید هیدروژن و نتایج نوید بخش آزمایشگاهی، هنوز این روش بسیار ناپایدار و گران است و صرفاً برای استفاده های بزرگ تجاری دارای صرفه است. حال، رویکرد جدیدی توسط محققانِ سوئیسی عرضه شده است. برای بررسی بیشتر با کوی دانش همراه باشید...

این رویکرد توسط محققان مؤسسه تحقیقاتی لوزان (EPFL) و مرکز الکترونیک و میکروتکنولوژی سوئیس (CSEM) ارائه شده است که در درون خود هر آنچه را که یک سیستم قوی و مؤثر در صنایع داشته است، را دارد. این نمونه، از سه بخش بهم پیوسته و نسل جدید از سلولهای خورشیدیِ موسوم به crystalline silicon (سیلیکونهای متبلور) که به یک سیستم الکترولیز متصل شده، تشکیل شده است که حتی برای اجرا به فلزات کمیاب نیز متکی نیستند. این نمونه، قادر خواهد بود که انرژی نوری را به هیدروژن با نرخ 14.2 درصد تبدیل کند که این نرخ در طول یکصد ساعت اجرای کار سیستم در شرایط آزمایشگاهی ثابت بود. از لحاظ عملکرد، این نرخ، یک رکورد جهانی برای سلولهای نوری سیلیکونی و همچنین برای تولید هیدروژن بدون استفاده از فلزات کمیاب می باشد. همچنین بخاطر سطح پایداری سیستم نیز یک رکورد محسوب می شود.

 

قدرت لازم برای حرکت اتومبیل به میزان 10000 کیلومتر در سال

مقاله مربوط به این روش که به نسبت تحقیقات و تولیدات پیشین، در زمینه های قابلیت اجرایی، شرایط پایداری، طول عمر و هزینه مؤثر یک سروگردن بالاتر است در ژورنال The Electrochemical Society منتشر شده است. کریستوف بالیف همکار نویسنده مطالعه می گوید: «یک سیستم 12 تا 14 متر مربعی که در شرایط آفتاب سوئیس آزمایش شد توانست هیدروژن کافی برای یک اتومبیل برقی برای حرکت به اندازه ده هزار کیلومتر را فراهم کند.»

 

سلولهای «های ولتاژ»

 دلیل اصلی کارکرد اعجاب آور این سیستم، استفاده از ترکیب نوعی از سلولهای خورشیدیِ سیلیکونهای متبلور می باشد که بر اساس فناوری هتروجانکشن ساخته شده اند. ساختمان ساندویچی تولید شده توسط محققان که از لایه هایی از سیلیکونهای متبلور و سیلیکونهای بی نظم تشکیل شده است اجازه دستیابی به ولتاژهای بالا را می دهد. این موضوع بدین معناست که تنها سه عدد از این سلولهای مرتبط با هم می توانند انرژی لازم برای الکترولیز آب را تحویل بدهند. فرآیند الکتروشیمیاییِ تجزیه آب نیز توسط کاتالیستی انجام می پذیرد که از نیکل تشکیل شده است و صد البته نیکل به وفور در دسترس است.

میگوئل مودستینو از مرکز EPFL می گوید: «با تکنولوژی سیلیکون های متبلور فعلی برای دستیابی به چنین ولتاژی نیاز به استفاده از چهار سلول بود که همین موضوع برتری سیستم جدید را نشان می دهد.»

 

روشی پایدار و اقتصادی در طول زمان

 این سیستم جدید تا بدینجا از منظر هزینه، قابلیت و طول عمر بی همتاست. ژان ویلِم شاتهاف، محققی از CSEM و همکار نویسنده مطالعه می گوید: «ما قصد داشتیم یک سیستم با کارایی بسیار بالا را توسعه دهیم که تحت هر شرایطی بخوبی کار کند. سلولهای هتروجانکشن که ما استفاده کردیم متعلق به خانواده سلولهای سیلیکونی متبلور بودند و در بازار پنلهای خورشیدی به وفور یافت می شوند.»

محققان در این نمونه، از سلولهای هتروجانکشن استاندارد استفاده کردند. آنها با استفاده از سلولهایی که کیفیت بالایی دارند توانستند به نرخ 16 درصد دست پیدا کنند.

کلمات کلیدی

اشتراک

درباره نویسنده

محمد نبی زاده

محمد نبی زاده

  1. کاربر مهمان
    کاربر مهمان 30 مهر, 12:06

    سلام.جالبه اما کاش لینک مربوط به اصل مقاله رو هم اضافه کنید.

  2. کریم
    کریم 17 آبان, 20:32

    جالب بود

تصویر امنیتی



عبارت در تصویر را وارد کنید


محققان راهی برای خودترمیمی کامپوزیتها در دمای بسیار پایین یافتند

محققان راهی برای خودترمیمی کامپوزیتها در دمای بسیار پایین یافتند

دانشمندان روشی را توسعه داده اند که توسط آن موادی که عموماً در صنایع هوایی و ماهواره ها استفاده می شوند می توانند به خودترمیمیِ شکستها و خش های خود در دمای زیر انجماد بپردازند. برای بررسی بیشتر با کوی دانش همراه باشید...

مطالعه متن کامل
تولید سوخت از دی اکسید کربن

تولید سوخت از دی اکسید کربن

در مطالعه ای جدید که توسط دپارتمان انرژی آرگونه از لابراتوار ملی آمریکا و دانشگاه ایلینویز در شیکاگو انجام شد، محققان موفق به یافتن راهی شدند تا با کمک نور آفتاب، دی اکسید کربن را به یک منبع قابل استفاده انرژی تبدیل کنند. برای بررسی بیشتر با کوی دانش همراه شوید...

مطالعه متن کامل
قهوه جوشی با قابلیت کشت قارچ

قهوه جوشی با قابلیت کشت قارچ

اگر از زمره عاشقان قهوه هستید و در عین حال قارچ هم از چاشنی های همیشگی غذاهای شماست احتمالاً از همین الان تصمیم قطعی برای خرید این دستگاه را خواهید گرفت. این دستگاه جالب توسط آدریان پرز طراح بارسایی طراحی و تولید شده است. دستگاه های قهوه جوش صرفاً دو دهم درصد از قهوه را تبدیل به نوشیدنی می کنند و مابقی بصورت تفاله دور ریخته می شود. گرچه استفاده از تفاله قهوه بعنوان بستری برای پرورش قارچ موضوع جدیدی نیست ولی در پشت دستگاهی که در ادامه بررسی می کنیم تفکر خلاقانه ای وجود دارد. برای بررسی بیشتر با کوی دانش همراه شوید...

مطالعه متن کامل
پیشرفت تکنولوژی پهپادها

پیشرفت تکنولوژی پهپادها

پهپادها بزودی قادر خواهند بود همانند یک پرنده ویا یک حشره بالدار تصاویر محیط را دریافت کرده، پردازش نمایند و بدون نیاز به دخالت نیروی انسانی، رادار وحتی هدایت GPS ماهواره ای راه خود را بیابند. برای بررسی بیشتر با کوی دانش همراه شوید...

مطالعه متن کامل
متر هوشمند Bagel

متر هوشمند Bagel

تا کنون تصور کرده اید که یک متر معمولی تا چه حد می تواند هوشمند باشد؟ احتمالاً با دیدن مشخصات محصولی که در ادامه می آید متعجب خواهید شد. متر جدید دارای صفحه نمایش، با قابلیت اندازه گیری طول، محیط و همچنین قابلیت اندازه گیری لیزری می باشد. به تمامی موارد فوق ارتباط با تلفن هوشمند و اعلام نتیجه اندازه گیری با واحد مورد نظر شما (سانتی متر، اینچ) را هم اضافه کنید. آیا نیاز دیگری دارید؟ برای بررسی بیشتر با کوی دانش همراه شوید...

مطالعه متن کامل
چگونه گرد و غبارِ موجود در جو، زمین را برای آغاز حیات مهیا کرد

چگونه گرد و غبارِ موجود در جو، زمین را برای آغاز حیات مهیا کرد

گرد و غبار حیات را بوجود آورده و زمین 300 میلیون سال قبل از این خاکی ترین دوران خود را پشت سر گذارده است، این دوران پیامدهای گسترده ای برای چرخه کربن و نظام اقلیمی کره خاکی ما دربرداشته است. سوهینی سور و همکاران وی در مقاله ای که به تازگی برای ژورنال جئولوژی منتشر ساخته اند، به بررسی تنوع زیستی آهن در خاک را از دوره سردخانه ای پیش از آخر اواخر دوره پالئوزوئیک پرداختند. ارتباط گرد و غبار با کربن به خاطر وجود آهن در آن است، آهن نیز از مواد مغذی کلیدی در تقریبا تمام انواع اشکال زندگی می باشد به همین خاطر گرد و غبار اتمسفری به عنوان نوعی کود عمل می کند.

مطالعه متن کامل
بتن رسانای الکتریسیته، راهکاری برای پاک کردن باند فرودگاه از برف و یخ

بتن رسانای الکتریسیته، راهکاری برای پاک کردن باند فرودگاه از برف و یخ

پژوهشگران در حال تولید فناوریهایی هستند که به کمک آنها می توان سطح باند فرودگاه را به سرعت و بطور مقرون به صرفه از وجود برف و یخ پاک کرد. این فناوریها شامل روکش جاده ای گرمایشی، بتن رسانای الکتریسیته، و پوششهای ابر-آبگریز نانوساختار است.

مطالعه متن کامل
بررسی گوشی هوشمند Oppo R7

بررسی گوشی هوشمند Oppo R7

در این خبر به بررسی یکی از بهترین گوشی‌های هوشمند چینی Oppo R7 می‌پردازیم. در ادامه با کوی دانش همراه باشید.

مطالعه متن کامل
سیاره سرخ، جهان یخی؟ تصویری جدید از مریخ باستان رونمایی می شود

سیاره سرخ، جهان یخی؟ تصویری جدید از مریخ باستان رونمایی می شود

در این تصویر دو نمای متفاوت از مریخ باستان را مشاهده می کنید به این معنا که یکی از مریخ ها گرم و مرطوب (سمت چپ) و دیگری سرد و یخی است. طبق نتایج یک مطالعه جدید امکان دارد که مریخ باستان برخلاف تصورات رایج، بیشتر سیاره ای یخی و برفی بوده باشد تا سیاره ای گرم و مرطوب که بسیاری از اندیشمندان به آن معتقدند. این مطالعه اظهار می دارد که در گذشته دور کانال های موجود روی سطح سیاره سرخ به واسطه خوردگی ناشی از جاری شدن یخ و برف ایجاد شده اند و نه جاری شدن آب. اما درصورتی که مریخ باستان به واقع سیاره ای یخی بوده باشد، پس به نقل از محققان، شرایط برای شکل گیری حیات طی 3 الی 4 میلیارد سال قبل از این مشکل تر بوده است.

مطالعه متن کامل
سیب زمینی شیرین: فواید آن برای سلامتی، خطرات و حقایقی درباره مواد مغذی آن

سیب زمینی شیرین: فواید آن برای سلامتی، خطرات و حقایقی درباره مواد مغذی آن

اگر چه آنها به انداه کافی نرم و خامه مانند هستند تا از آنها در پخت کیک استفاده شود تا به آنها دسر بگوییم، ولی سیب زمینی های شیرین علاوه بر این، جزء سبزیجات مغذی محسوب می‌شود. متخصص تغذیه سن دیاگو، لورا فلورس، می گوید: «سیب زمینی های شیرین حاوی مقادیر زیادی ویتامین A ، B5، B6، تیامین، نیاسین و ریبوفلاوین هستند و به دلیل رنگ نارنجی شان، مقادیر زیادی کاروتنوئید دارند.» علاوه بر این، آنها بدون چربی هستند و نسبتاً سدیم کمی دارند. کالری آنها کمتر از سیب زمینی سفید است، اگرچه قند بیشتری دارند.

مطالعه متن کامل