پایگاه خبری تحلیلی آریا جوان

آخرين مطالب

نسل بعدی سلول های خورشیدی، برق و هیدروژن را باهم تولید می‌کند فناوري

نسل بعدی سلول های خورشیدی، برق و هیدروژن را باهم تولید می‌کند

  بزرگنمايي:

آریا جوان - پژوهشگران در روشی خلاقانه توانستند بازدهی ترکیبی سلول‌‌های سیلیکونی رایج را به‌طرز قابل‌‌توجهی افزایش دهند.

یکی از روش‌های اصلی تولید هیدروژن مورد استفاده در سلول‌های سوختی ، استفاده از فتوسنتز مصنوعی برای تجزیه‌‌ی آب به عناصر هیدروژن و اکسیژن است؛ اما این دستگاه‌ها هنوز با برخی مشکلات ناشی از بازدهی مواجه‌‌اند. اکنون یک دستگاه ترکیبی جدید، علاوه‌بر تولید هیدروژن و برق، امکان بازیابی بخشی از انرژی اتلافی را نیز فراهم کرده است. به‌‌تازگی، پیشرفت‌‌های چشمگیری در زمینه‌ی تولید هیدروژن از طریق فتوسنتز مصنوعی، بهبود بازدهی، کاهش هزینه و نیز توسعه‌‌ی سیستم‌های هوشمند روی داده است؛ که در بین آن‌‌ها می‌‌توان به ساخت تجهیزات شناور در اقیانوس اشاره کرد که می‌‌توانند هیدروژن را از آب استخراج کنند. مقاله‌های مرتبط:
استفاده از فتوسنتز مصنوعی جهت تولید اتیلن سلول‌ خورشیدی ارزان‌تر و چندمنظوره با پژوهش‌های الکترونی جدید
اما با وجود تمام این پیشرفت‌ها، بازدهی همچنان معضلی پابرجا است. بسیاری از دستگاه‌های فتوسنتز مصنوعی تنها می‌توانند کمتر از 10 درصد از نور خورشیدی را که دریافت می‌‌کنند، به برق تبدیل کنند؛ در آن سو، سیستم‌های فتوولتائیک ( خورشیدی ) رایج اغلب دارای بازدهی 20 درصد در تبدیل انرژی هستند و پیش‌‌بینی می‌‌شود تا به بازدهی 45 درصدی نیز دست یابند. پژوهشگرانی از آزمایشگاه برکلی و مرکز مشترک فتوسنتز مصنوعی ( JCAP ) در مطالعه‌‌ای جدید، وجود اجزای غیر سیلیکونی در دستگاه‌های تجزیه‌‌ی آب را عامل کاهش بازدهی سیلیکون معرفی کردند. گیدون سگو ، مؤلف اصلی این مطالعه می‌گوید: این کار مانند این است که همواره خودروی خود را با دنده‌‌ی یک برانید. مسلماً این انرژی قابل استفاده است؛ اما چون سیلیکون نمی‌‌تواند در حداکثر میزان کارایی خود عمل کند، بیشتر الکترون‌های تحریک‌‌شده در سیلیکون جایی برای رفتن ندارند؛ بنابراین انرژی خود را پیش از آنکه برای انجام کار مفیدی از آن استفاده شود، از دست می‌دهند.
پاسخ ممکن است به‌طرز شگفت‌آوری ساده باشد؛ چرا تنها اجازه‌‌ی خروج را به این الکترون‌‌ها ندهیم؟ بدین منظور، محققان یک اتصال الکتریکی ثانویه را به پشت بخش سیلیکونی دستگاه اضافه کردند که جریان الکترون تولیدشده توسط انرژی نور خورشید را تقسیم ‌کند و اجازه ‌دهد که بخشی از این جریان، آب را به هیدروژن و اکسیژن تجزیه کنند و بخش دیگر نیز به‌عنوان الکتریسیته مورد استفاده قرار گیرد. آن‌ها این دستگاه جدید را پیل ترکیبی فتوالکتروشیمیایی ولتائیک ( HPEV ) نام‌گذاری کردند. طرح کلی سلول HPEV
پژوهشگران ابتدا یک دستگاه فتوسنتز مصنوعی رایج متشکل از سیلیکون و بیسموت وانادات را با بازدهی حدود 6/8 درصد در نظر گرفتند. یک سلول HPEV ساخته‌شده با استفاده از همین اجزا، به‌‌میزان 13/4 درصد انرژی خورشیدی بیشتری را به الکتریسیته تبدیل خواهد کرد. با احتساب 6/8 درصد از انرژی که در حال تبدیل به هیدروژن است، بازده‌ی ترکیبی این سلول، به 20/2 درصد خواهد رسید. پژوهشگران، قبل از ساخت نمونه‌ی اولیه از این سلول، ابتدا طراحی خود را با استفاده از شبیه‌سازی‌ها مورد آزمایش قرار دادند. خوشبختانه، دستگاه واقعی نیز آنطور که انتظار می‌‌رفت، کارایی لازم را داشت. در ادامه، این تیم تصمیم دارد تا در کنار پیشبرد روند بهینه‌سازی این دستگاه، سایر کاربردهای احتمالی از جمله کاهش انتشار دی‌‌اکسید کربن را برای آن مورد بررسی قرار دهد. این مطالعه در مجله‌‌‌‌ی نیچر منتشر شده ‌است.





نظرات شما

ارسال دیدگاه

Protected by FormShield

ساير مطالب

هیوندای ونیو 2020 رونمایی شد

داستان برند بوش؛ مهندسی آلمانی در خدمت صنعت برق و الکترونیک

هر آنچه باید درباره آپدیت می 2019 یا 19H1، ویندوز 10 بدانید

ترجمه انسانی یا ماشینی؛ رایت می چه پیشنهاداتی برایتان دارد؟

استون مارتین سوپرلجرا DBS 59 رونمایی شد

اینترنت سیم‌کارت‌های شاتل موبایل به مناسبت نیمه شعبان یک هفته رایگان می‌شود

نگاهی به طراحی هیوندای سوناتا 2020

آمازون و گوگل دعوا بر سر یوتیوب را خاتمه دادند

گوگل به دنیای رباتیک باز می‌گردد

پردازنده‌های توکار شرکت AMD سری R1000 رونمایی شد

اپل برای توافق با کوالکام، احتمالا 6 میلیارد دلار به این شرکت پرداخت کرده است

صدای انفجار یک بمب هسته‌‌ای چگونه است؟

اینستاگرام تعداد لایک‌ پست‌ها را مخفی می‌کند

آموزش راه اندازی کسب و کار اینترنتی موفق با میهن وردپرس

نگاهی به کارخانه‌ نوکیا، هر آن‌چه از آینده‌ی تولید انتظار داریم

نگاهی عمیق به آئودی E-Tron

افسانه‌های استارتاپی: نیاز به سرمایه ریسک پذیر

اشتباهات امنیتی جدید فیسبوک، گریبان‌گیر میلیون‌ها کاربر دیگر شد

آشنایی با وبسایت «های‌متال»

رندرهای رسمی گوگل پیکسل 3a و پیکسل 3a XL پیش از موعد رونمایی رویت شد

فروش گلکسی اس 10 طی هفته اول عرضه در آمریکا، رکورد گلکسی اس 9 را شکست

افشای اطلاعات حساس رانندگان یکی از تاکسی‌های اینترنتی ایرانی

میزان فروش آیفون در سه‌ماهه‌ی دوم 2019، کمتر از حدانتظار بوده است

نجات از سیاه‌ چاله؛ امکان‌پذیر، اما خطرناک

هرآنچه درباره استاندارد PCIe 4.0 می‌دانیم

سبک زندگی آینده‌ی سیاره‌ ما را مشخص می‌کند

سوبارو اوتبک مدل 2020 رونمایی شد

دوربین اصلی آیفون 2019 احتمالا به لنز فوق عریض مجهز می‌شود

معرفی کتاب «اول سود» اثر مایک میخالوویچ

خرید گوشی شیائومی در فروشگاه شیراز مارکت

نگاهی عمیق به بی ام و سری 8 کانورتیبل مدل 2019

ساخت کامپیوترهای دوهسته‌ای درون سلول‌های انسانی

همکاری مجدد اپل با کوالکام چه مزایایی برای کاربران دارد؟

مدل 85 اینچ سرفیس هاب 2S مایکروسافت رونمایی شد

دانشمندان مغز خوک‌ها را تا چند ساعت پس از مرگ زنده نگاه داشتند

رزرو هتل قصر طلایی با بیشترین تخفیف در سایت پرشین هتل

حراج فسیل دایناسور تی رکس در eBay، صدای دانشمندان را درآورد

نسل جدید مرسدس بنز GLS معرفی شد

3 موزه مهم ایروان که هر گردشگری در سفر به ارمنستان باید ببیند

استخراج خون از اسبی 42 هزار ساله با هدف شبیه‌سازی آن

گران‌ترین مدل بی ام و سری 7 جدید، 300 هزار دلار قیمت می‌خورد

قیمت فناوری خودران تسلا افزایش می‌یابد

آلودگی هوا چگونه می‌تواند بر سلامت روانی انسان تأثیر بگذارد؟

اپل در حال مذاکره با تامین‌کنندگان حسگر برای خودرو خودران است

فریم نیوز 59: نگاهی به جدیدترین ابعاد از رقابت جدی دیزنی و HBO با نتفلیکس

جزئیات بیشتری از دلایل استعفای بنیان‌گذاران اینستاگرام فاش شد

توانمندسازی تیم‌های تغییرپذیر و تحول‌گرا

کیا هابانیرو در نمایشگاه نیویورک به نمایش گذاشته شد

قیمت رقابتی و تنوع محصولات دیجیتال در فروشگاه بابانو

سفید شدن مرجان‌ها، تهدیدی جدی برای محیط زیست دریا