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.

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
دانشمندان وزن کل پلاستیک شناور در اقیانوس های جهان را تخمین می زنند: نزدیک به 269000 تن آلودگی پلاستیکی در اقیانوس ها شناور است

دانشمندان وزن کل پلاستیک شناور در اقیانوس های جهان را تخمین می زنند: نزدیک به 269000 تن آلودگی پلاستیکی در اقیانوس ها شناور است

بر اساس مطالعه ای جدید، در حدود 269000 تن آلودگی پلاستیکی در اقیانوس های جهان شناور است. آلودگی میکروپلاستیک در غلظت های مختلف در سراسر اقیانوس ها یافت شده است، اما اطلاعات کافی برای کمک به تخمین توزیع جهانی و وزن پلاستیک های شناور، هم میکرو و هم ماکروپلاستیک ها، وجود ندارد. به منظور تخمین بهتر تعداد کل ذرات پلاستیکی و وزن پلاستیک های شناور در اقیانوس های جهان، دانشمندانی از شش کشور اطلاعات را از 24 سفر طی یک دوره شش ساله از سال 2007 تا 2013 در هر پنج مدار مهم زمین، سواحل استرالیا، خلیج بنگال و دریای مدیترانه جمع آوری کرده اند.

مطالعه متن کامل
احراز هویت در ویندوز 10 با استفاده از گوشی ویندوز فون

احراز هویت در ویندوز 10 با استفاده از گوشی ویندوز فون

حتماً شما هم پیش از این در مورد اتومبیل هایی که دارای «سیستم ورود بدون کلید» هستند مطالبی را شنیده ویا خود آنرا تست کرده اید. حال تصور کنید که این موضوع در مورد کامپیوتر شخصی شما در حال اتفاق افتادن باشد! ظاهراً دیگر هیچ فردی در این عالم نیست که از مرگ آرام کلمات عبور خبر نداشته باشد. بتازگی مایکروسافت هم با ارائه قابلیتی جدید در ویندوز 10، کنارگذاشتنِ بحث ورود به ویندوز با وارد کردن کلمات عبور را شروع کرده است.

مطالعه متن کامل
مقایسه و تطبیق فوق دقیق ساعت های شبکه نوری استرانسیم و جیوه

مقایسه و تطبیق فوق دقیق ساعت های شبکه نوری استرانسیم و جیوه

یک گروه تحقیقاتی متشکل از پژوهشگرانی از دانشگاه توکیو و مؤسسه بزرگ تحقیقاتی «ریکن» در ژاپن موفق به ساخت ساعت شبکه نوری جیوه و اندازه گیری فرکانس آن با استفاده از فرکانس ساعت شبکه نوری استرانسیم (به عنوان فرکانس مرجع) شدند. ساعت شبکه نوری استرانسیم نیز در همین اواخر و پیش از ساعت جیوه ای جدید، توسط همین دانشمندان ساخته شده بود. این گروه تحقیقاتی به نسبت فرکانسی با عدم قطعیتِ کسریِ بسیار پایین دست یافتند که از عدم قطعیتِ تعریف کنونی واحد ثانیه در استاندارد پذیرفته شده بین المللی کوچکتر است.

مطالعه متن کامل
نقش جدیدی برای سلول های B طحال در واکنش التهابی نسبت به سموم باکتریایی

نقش جدیدی برای سلول های B طحال در واکنش التهابی نسبت به سموم باکتریایی

تیمی از محققان موفق به شناسایی نقشی برای لنفوسیت های B منطقه حاشیه ای طحال در تشدید واکنش التهابی نسبت به اندوتوکسین ها شده اند که این تشدید واکنش از طریق تولید سیتوکسین روی می دهد. نقش جدیدی برای لنفوسیت های B منطقه حاشیه ای شناخته شده است که عبارت است ازتقویت واکنش التهابی در برابر لیپوپلی ساکاریدهای باکتریایی. این یافته ها شناخت ما از کاربرد سلول B منطقه حاشیه ای و سیگنال دهی اینترلوکین 6 در سیستم ایمنی را افزایش می دهد که می توان برای معالجه گندیدگی از آن استفاده کرد.

مطالعه متن کامل
ارتقاء فناوری چاپ سه بعدی با ساختِ سازه‌های فلزی کوچک

ارتقاء فناوری چاپ سه بعدی با ساختِ سازه‌های فلزی کوچک

پیش از این چاپ سه بعدی صرفا با استفاده از پلاستیک صورت می گرفت لیکن پژوهشگرانِ اروپایی در حالیکه از قطرات کوچکِ مس و طلا به کمک لیزر استفاده کردند، توانستند با استفاده از فلز و چاپ سه بعدی سازه ای را بسازند. تواناییِ چاپِ سازه‌هایی که حرارت و الکتریسیته را بهتر عبور می‌دهند، منجر به ساختِ اجزاء و دستگاه‌های کاملاً جدید می‌شود.

مطالعه متن کامل