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

  3. حسین
    حسین 04 آبان, 20:20

    خیلی ممنون سایتتون واقعا عالیه لذت بردم

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
طبق نتایج یک مطالعه جدید، رژیم غذایی مدیترانه ای خطر سکته مغزی را کاهش می دهد

طبق نتایج یک مطالعه جدید، رژیم غذایی مدیترانه ای خطر سکته مغزی را کاهش می دهد

بر طبق نتایج تحقیقات جدید، رژیم غذایی مدیترانه ای خطر ابتلا به یک نوع سکته مغزی را کاهش می دهد. آنگونه که این مطالعه نشان داده است، افرادی که رژیم غذایی مدیترانه ای را بیشتر رعایت می کنند در مقایسه با دیگرانی که پایبندی کمتری به این رژیم غذایی دارند، کمتر در معرض خطر سکته مغزی ایسکمیک قرار دارند. سکته مغزی یادشده به واسطه لخته شدن خون رخ می دهد.

مطالعه متن کامل
ایمپلنتی که می تواند اشک شوق را به چشمان مبتلایان به "خشکی چشم" هدیه کند

ایمپلنتی که می تواند اشک شوق را به چشمان مبتلایان به "خشکی چشم" هدیه کند

چشمان بیماران با استفاده از این ایمپلنت که به صورت بی سیم فعال می شود اشک های بیشتری تولید می کند. سندروم خشکی چشم که به خاطر فقدان مایع اشک آور مناسب بوجود می آید، یکی از رایج ترین بیماری های چشمی در سرتاسر جهان است. هرچند که این بیماری به ندرت منجر به ازدست رفتن کامل بینایی می شود، اما دردناک بوده و می تواند منتهی به زخم یا زخم قرنیه شود.

مطالعه متن کامل
"سیاه چال نورخورشید"، 90% از نور دریافت شده را تبدیل به گرما می کند.

"سیاه چال نورخورشید"، 90% از نور دریافت شده را تبدیل به گرما می کند.

اغلبِ پروژه های اجرا شده "تولید ِانرژی خورشیدی" دقیقا مانند اسمشان عمل می کنند: جذب نورخورشید و تبدیل آن به الکتریسیته. به این فرآیند فوتوولتائیک گفته می شود و هرچندبه لحاظ تولید مستقیم برق بسیار مفید است، اما تاحدود زیادی هم ناکارآمد می نماید.

مطالعه متن کامل
ریسندگی مویرگ های مصنوعی با استفاده از ماشین پشمک ساز

ریسندگی مویرگ های مصنوعی با استفاده از ماشین پشمک ساز

تصویر فوق: قطعه سه بعدی از جنس ژلاتین که حاوی شبکه ریز مویرگی است که با کمک ماشینی بسیار مشابه ماشین پشمک ساز تولید شده است. محققان بی وقفه درصدد آنند تا روزی از راه برسد که سفارش یک عضو جدید بدن به آسانی انجام ام آر آی باشد. از کشت غده تیموسکامل داخل دهان تا خلق تکه ای از بافت جگر مصنوعی، تا استفاده از فناوری چاپ جوهر افشان برای ساخت گوش انسان. یکی از مشکلات بر سر راه خلق اعضای بدن آزمایشگاهی آنست که بایستی روشی برای تغذیه سلول های موجود در ساختارهای مصنوعی پیدا کرد. در همین راستا، احتمالاً محققان دانشگاه وندربیلت (VU) توانسته اند راهی برای غلبه بر مشکل مزبور بیابند، آنهم با وسیله ای که به ذهن کمتر کسی خطور می کند یعنی دستگاه پشمک ساز! با کوی دانش همراه شوید تا این محصول را بررسی کنیم...

مطالعه متن کامل
پاسخ به یک سوال همیشگی: ارتباط بین مصرف ویتامین D در دوران بارداری و کاهش خطر آسم آلرژیک در کودک

پاسخ به یک سوال همیشگی: ارتباط بین مصرف ویتامین D در دوران بارداری و کاهش خطر آسم آلرژیک در کودک

تصور می شود که ارتباطی بینِ کاهش ابتلا به آسم در کودکان و مصرف روزانه ویتامین D در مادران باردار وجود دارد. این موضوع تا کنون به اثبات نرسیده و در حد گمانه زنی باقی مانده بود. اما دو مطالعه جدید خیال همه را راحت کرد و عدم ارتباط بین این دو موضوع را عنوان کرد.

مطالعه متن کامل