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
بر اساس یافته های محققان دانشگاه ساسکس، اسب ها می توانند احساسات انسان را دریابند

بر اساس یافته های محققان دانشگاه ساسکس، اسب ها می توانند احساسات انسان را دریابند

طی تحقیقاتی که به تازگی انجام گرفته برای اولین بار مشخص شده است که اسب می تواند تفاوت بین حالات چهره های خوشحال و عصبانی را در انسان ها تشخیص دهد

مطالعه متن کامل
قدیمی ترین دی ان ای انسان اولیه در اسکلت ایتالیایی کشف شد

قدیمی ترین دی ان ای انسان اولیه در اسکلت ایتالیایی کشف شد

بقایای اسکلتی که به مرد آلتامورایی معرف شده و اکنون مشخص شده که انسان اولیه است، با کالسیت پوشانده شده و در آلتامورای ایتالیا قرار دارد. اسکلت پوشیده از کالسیت انسانی مربوط به دوران باستان، که هنوز در عمق صخرهای داخل غاری در ایتالیا قرار دارد، قدیمی ترین دی ان ای انسان های اولیه تا به امروز را در دل خود دارد.

مطالعه متن کامل
اپل iOS 8.2 را با پشتیبانی از Apple Watch عرضه کرد

اپل iOS 8.2 را با پشتیبانی از Apple Watch عرضه کرد

امروز در مراسم بهاره اپل، آن ها چندین خبر را اعلام کردند. کوچکترین و مهمترین آن ها عرضه بروز رسانی iOS 8.2 بود. هدف اصلی iOS 8.2 اضافه کردن پشتیبانی از Apple Watch بود تا در هنگام عرضه آن در ماه بعد دستگاه ها آمده باشند. این بروزرسانی شامل اپلیکیشن جدید Apple Watch و تغییرات زیادی دیگری برای آماده سازی دیگر دستگاه برای خوش آمد گویی به Apple Watch است.

مطالعه متن کامل
سطوحِ ضدِ یخِ هواپیما با الهام از سوسک‌ها

سطوحِ ضدِ یخِ هواپیما با الهام از سوسک‌ها

تغییرِ مسیر دادنِ هوای گرم موتور و پمپاژِ مواد شیمیایی که قادر به ذوب‌کردنِ یخ هستند (روی بال‌ها) دو روشی است که با استفاده از آن می‌توان سطح هواپیما را از یخ‌زدگی در طولِ پرواز حفظ کرد. با این وجود پژوهشگران به دنبالِ روشی کارآمد‌تر هستند. با الهام از سوسک کویری که آب را جمع‌آوری می‌کند دانشمندان سطحی الگودار ایجاد کردند که روی آن گستره‌ای از یخ را می‌توان کنترل کرد و از بروز یخ‌زدگی جلوگیری کرد. مقیاس این مواد را می‌توان افزایش داد و علاوه بر هواپیما می‌توان آن را روی توربین‌های بادی، فنر پمپ گرما و شیشه جلوی ماشین مورد استفاده قرار داد.

مطالعه متن کامل
کانسپت Aircross سیتروئن رونمایی شد

کانسپت Aircross سیتروئن رونمایی شد

کانسپت Aircross نشانگر خانواده جدیدی از دورگه ها و ظاهر جسور و خشن تمام مدل های آینده سیتروئن است.

مطالعه متن کامل