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
ماکرومولکول آی بی ام "گلوله جادویی" در نبرد برابر ویروس ها

ماکرومولکول آی بی ام "گلوله جادویی" در نبرد برابر ویروس ها

به دلیل سرعت تکثیر بالایی که ویروس ها دارند معالجه کردنشان نیز مشکل است، به نحوی که ممکن است بعد از ساخته شدن دارویی برای ویروسی خاص، دیگر آن دارو کاربرد نداشته باشد. به همین خاطر بخش تحقیقاتی آی بی ام با همکاری موسسه مهندسی زیستی و نانوفناوری (IBN) دست به طراحی ماکرومولکولی زده است که می توان ویروس ها را صرف نظر از سرعت تکثیرشان معالجه کند. محققان مارکومولکول خود را در برابر ویروس زیکا ، ابولا و تب دنگو با موفقیت تست کرده اند.

مطالعه متن کامل
درختان در فضایی که دی اکسید کربن جوی بیشتری وجود دارد، بهره وری تولید بخار آب بالاتری دارند.

درختان در فضایی که دی اکسید کربن جوی بیشتری وجود دارد، بهره وری تولید بخار آب بالاتری دارند.

افزایش غلظت دی اکسید کربن جوی، باعث پاسخِ «بزرگ مقیاس» جنگل های اروپا شده است. از مهم ترین بخش های این پاسخ، میزان بهره وری و استفاده درختان از آب است که با دریافت گاز دی اکسید کربن طی فرآیند فتوسنتز در برگ ها و سوزن های گیاهی، تغییرات چشمگیری نشان میدهد. پژوهش گسترده میان رشته ای جمعی از پژوهشگران اروپایی حاکی از افزایش میزان بهره وری آبی درختان پهن برگ و بازدانگان، از ابتدای قرن بیستم به ترتیب به میزان 14 و 22 درصد است.

مطالعه متن کامل
بسته بندی زیست تجزیه پذیر جایگزینی برای پلاستیک

بسته بندی زیست تجزیه پذیر جایگزینی برای پلاستیک

گروهی از طراحان ژاپنی دست به خلق طرحی زده اند که می تواند شیوه بسته بندی محصولات را به طور کلی دستخوش تحول نماید. این گروه طراحی به نام AMAM، نام پروژه خود را Agar Plasticity گذاشته است، و هدف از این پروژه استفاده از ماده ای برگرفته از جلبک دریایی به نام آگار است که ماده ای زیست تجزیه پذیر بوده و می توان آنرا جایگزین بسته بندی مرسوم پلاستیکی نمود.

مطالعه متن کامل
10 ساعت هوشمند برتر معرفی شده در IFA سال 2015

10 ساعت هوشمند برتر معرفی شده در IFA سال 2015

سال گذشته شرکت های سازنده ی دستبندهای هوشمند تلاش زیادی کردند تا به ما نشان دهند که این ابزارها، جالب و بدرد بخور هستند اما هیچ کس این موضوع را باور نکرد. اما در سال جاری سازندگان قدم بزرگی در این راستا برداشتند و لیستی هیجان انگیز از این ساعت ها در IFA معرفی شد. در اینجا 10 ساعت هوشمند برتر نمایش داده شده در IFA 2015 را نام می بریم. پس با کوی دانش همراه شوید.

مطالعه متن کامل
فناوری های فوق العاده ای که در راهند

فناوری های فوق العاده ای که در راهند

در این خبر به بررسی برخی از تازه های فناوری می پردازیم، از فیلتر آب نانو تا هواپیمای بدون سرنشینی جهت فیلم برداری و هدفونی که یاد می گیرد. پس با کوی دانش همراه شوید...

مطالعه متن کامل