به گزارش ثریا - نور خورشید یکی از فراوانترین منابع انرژی روی زمین است، اما ما نمیتوانیم از آن در هر کجا و هر زمان که بخواهیم استفاده کنیم. دلیل این امر این است که ذخیره انرژی خورشیدی و انتقال آن از مناطق آفتابی به مکانهایی با نور خورشید محدود هنوز پرهزینه و ناکارآمد است.
با این حال، تیمی از محققان اکنون نشان دادهاند که نور خورشید را میتوان با استفاده از مواد شیمیایی ساده درون یک مایع ذخیره کرد و بعداً در تاریکی کامل به گاز هیدروژن تبدیل کرد. به علاوه، این روش برای انتقال انرژی به سیم، باتری یا شبکههای برق نیاز ندارد.
علاوه بر این، تاکنون هیچ سیستمی با استفاده از مواد ساده و تجاری موجود، موفق به ذخیره انرژی خورشیدی و بعداً آزاد کردن آن به عنوان هیدروژن بدون هیچگونه برق خارجی نشده است. تحقیقات جدید نشان میدهد که این مانع بالاخره پشت سر گذاشته شده است.
تبدیل نور خورشید به الکترونهای ذخیره شده
این تیم تحقیقاتی سیستم خود را از دو ماده ارزانقیمت و آماده ساختند. اولی «نیترید کربن گرافیتی» است؛ پودری زرد رنگ که میتواند نور مرئی را جذب کند و به عنوان یک فوتوکاتالیست عمل کند.
دومی «متاتنگستات آمونیوم» است که خوشهای از اتمهای تنگستن و اکسیژن است که میتواند چندین الکترون را دقیقاً مانند یک باتری قابل شارژ کوچک بپذیرد و نگه دارد. این فرآیند در آبی با مقدار کمی متانول اضافه شده اتفاق میافتد.
متانول با جذب بارهای مثبت ایجاد شده هنگام برخورد نور به نیترید کربن، نقش مهمی ایفا میکند. این امر از ترکیب سریع و ناپدید شدن الکترونها جلوگیری میکند و به آنها اجازه میدهد تا ذخیره شوند. در نتیجه، سیستم، آب خالص را تجزیه نمیکند و به متانول به عنوان یک کمککننده فداکار نیاز دارد.
وقتی نیترید کربن با نور آبی روشن میشود، جفت الکترون و حفره تولید میکند و الکترونها به سرعت به خوشههای تنگستن مجاور میپرند.
با تجمع الکترونهای بیشتر، رنگ محلول به طور قابل مشاهدهای از زرد کمرنگ به آبی پررنگ تغییر میکند که نشانه واضحی مبنی بر این است که اتمهای تنگستن از حالت بار ۶+ به ۵+ کاهش مییابند و انرژی خورشیدی اکنون به صورت شیمیایی ذخیره میشود.
این انتقال به دو دلیل اصلی به خوبی انجام میشود. اول اینکه در شرایط اسیدی، سطح نیترید کربن بار مثبت پیدا میکند، در حالی که خوشههای تنگستن بار منفی دارند. بارهای مخالف، یکدیگر را جذب میکنند و دو ماده را محکم به سوی هم میکشند و به الکترونها اجازه میدهند تا به طور مؤثر بین آنها حرکت کنند.
دوم اینکه سطح انرژی آنها به خوبی با هم مطابقت دارد، بنابراین الکترونها میتوانند به طور طبیعی و بدون نیاز به فشار خارجی جریان یابند. در میان چندین ماده مشابه آزمایش شده، این ترکیب تنگستن بهترین همترازی و عملکرد را نشان داد.
آزمایش ذخیره انرژی بدون نور
هنگامی که نور خاموش میشود، انرژی ذخیره شده از بین نمیرود. محققان برای آزاد کردن آن به سادگی یک کاتالیزور پلاتین روی کربن را به محلول تیره اضافه میکنند. پلاتین نقاطی را فراهم میکند که الکترونهای ذخیره شده میتوانند با پروتونهای آب ترکیب شوند و گاز هیدروژن تشکیل دهند.
به این ترتیب، جذب نور خورشید، ذخیره انرژی و تولید هیدروژن به مراحل مختلفی تقسیم میشوند و حتی میتوانند در زمانهای مختلف اتفاق بیفتند. پس از یک ساعت قرار گرفتن در معرض نور، سیستم ۱۳.۵ میکرومول هیدروژن در تاریکی تولید کرد.
نرخ اوج تولید هیدروژن به ۳۲۲۰ میکرومول در هر گرم در ساعت رسید که بالاترین میزان گزارش شده برای یک سیستم فوتوکاتالیستی تاریک تاکنون است. آزمایشهای فضای باز زیر نور خورشید واقعی نیز کار کردند و ۹۵۴ میکرومول در هر گرم در ساعت در تاریکی تولید کردند که همه اینها بدون هیچ گونه ورودی الکتریکی انجام شد.
اندازهگیریهای پیشرفته نحوه عملکرد سیستم را تأیید کردند. مطالعات انتشار نور نشان داد که الکترونها بیشتر زنده میمانند، زیرا جایی برای رفتن دارند. طیفسنجی نیز نشان داد که اتمهای تنگستن الکترونها را زیر نور جذب میکنند.
اندازهگیریهای مغناطیسی گونههای کاهش یافته تنگستن را تنها زمانی که روشنایی رخ میداد، شناسایی کردند. این نتایج در کنار هم تأیید کردند که انرژی خورشیدی واقعاً ذخیره شده و بعداً در صورت نیاز آزاد میشود.
نویسندگان این مطالعه گفتند: این سیستم، کارایی قابل توجهی در ذخیره انرژی خورشیدی به صورت الکترون نشان میدهد.
این فناوری باید از آزمایشگاه بیرون بیاید
این کار نشان میدهد که انرژی خورشیدی را میتوان بدون مخازن فشار بالا، سرمای شدید یا برق، به صورت مایع جذب، ذخیره، منتقل و بعداً به هیدروژن تبدیل کرد.
اگر آزمایشهای آینده ثابت کنند که الکترونهای ذخیره شده به جای ساعتها، برای هفتهها پایدار میمانند، این رویکرد میتواند انرژی خورشیدی برداشت شده در مناطق غنی از خورشید را به نقاط تاریکتر جهان منتقل کند و دقیقاً در زمان نیاز به سوخت تبدیل کند.
با این حال، روش فعلی محدودیتهایی نیز دارد. به عنوان مثال، این سیستم به جای آب خالص به متانول متکی است و ذخیرهسازی طولانی مدت فراتر از مقیاسهای زمانی آزمایشگاهی هنوز اثبات نشده است.
امیدواریم تحقیقات آینده این محدودیتها را برطرف کند و در نهایت انتقال انرژی خورشیدی را از یک مفهوم امیدوارکننده به یک فناوری عملی در دنیای واقعی تبدیل کند.
این مطالعه در مجله Advanced Materials منتشر شده است.
منبع : انرژی خورشید
از خرید کابل برق چه میدانید؟ راهنمایی که پیش از هر بازسازی باید بخوانید
اقتدار دفاعی ایران، ایدهای نو در بازیهای رومیزی
۳۵ ثانیه، ۷۲۰ هزار گلوله در لامرد/ جنایتی که روایت نشد
آئین اختتامیه روایت علوی برگزار شد
بازیهای تیم ملی فوتبال ایران در سینماها پخش میشود
معرفی چهار آلبوم موسیقی تازه وارد در فضای مجازی
روایت جواد موگویی از یک جنایت جنگی: حادثه لامرد در سایه روایتهای اشتباه رسانهای گم شد
جزئیات برنامههای محرمی اوقاف در قالب طرح سوگواره بصیرت عاشورایی اعلام شد
دقت در نسبت با خاستگاه علوم انسانی بسیار مهم است
پویش «ایران در پناه قرآن» تا پایان خرداد تمدید شد
برگزاری نمایشگاه معماری حرمین شریفین در مکه مکرمه
حمایت آیت الله رشاد از بازسازی و ساخت مجدد کنیسه آسیب دیده در جنگ
آیا در جنگ هرکاری مجاز است؟ نگاهی به اخلاق در میدان نبرد
تأثیر سوابق پایه یازدهم در کنکور ۱۴۰۵ مثبت شد / ۶ درس نهایی برای کنکور
راز حذف زمینههای فلسفی «یوگا» در نسخه مدرن
آذینبندی و شادیهای عمومی باید به عنوان مدخل معرفت باشد
فرایند محدودیت در اینترنت شفاف میشود؛ ماجرای اینترنت پرو و خط سفید چه بود؟
۷۸ درصد ترافیک اینترنت به حالت قبل و اول دی ماه بازگشت
آغاز ثبت نام آزمون کاردانی به کارشناسی از ۲۴ خرداد ماه
مصوبه افزایش حقوق اعضای هیئت علمی لغو نشده است
تداوم فعالیت علمی دانشگاه شهید بهشتی با وجود آسیب در جنگ
ضیافت نور در آسمان خرداد؛ دیدار دو سیاره منظومه شمسی در آسمان ایران
نسخه جدید چتجیپیتی؛ از تولید عکس تا رزرو سفر در یک پنجره
مهلت دفاع از پایان نامه دستیاران پزشکی تا پایان آذر ۱۴۰۵ تمدید شد
حضوری شدن برخی امتحانات دانشگاه علم و صنعت در مقطع کارشناسی
ایران در جمع ۶ کشور دارای توان ساخت تجهیزات پیشرفته کرایوژنیک
چرا نقش استادان دانشگاه فراتر از کلاس درس است؟
انویدیا با غولهای فناوری کره جنوبی قرارداد بست
هوش مصنوعی زلزله یاب شد
ثبتنام خودکار ۸۵ درصد دانشآموزان ابتدایی در استان سمنان
فعالیت ۳۷ هزار سفیر سلامت دانشآموزی
هفته بینالمللی قرآن در کربلا افتتاح شد
چرا روابط فیلم «تهران کنارت» در سطح ماند؟
ولایت فقیه یک هویت تمدنی و تاریخی برای ملت ایران است
تأکید رئیس جهاددانشگاهی بر رفع موانع دیوانسالاری و بازگشت به شورای عالی انقلاب فرهنگی
دبیر شورای عالی انقلاب فرهنگی: دستورات لازم برای حضور فعالتر جهاد دانشگاهی صادر میشود
دومین فراخوان تربیت مجاهد فرهنگی توسط نهاد نمایندگی رهبری در دانشگاهها
دستگاههای اجرایی ملزم به استفاده از پیامرسانهای بومی شدند
طرح جدید دانشکده مدیریت شریف برای جذب دانشجوی دکتری با مزایای بینظیر
پیش ثبتنام الکامپ ۲۹ آغاز شد
امکان ادامه تحصیل مجدد در پزشکی، دندانپزشکی و داروسازی برای دانشآموختگان فراهم شد
اجماع شورای عالی انقلاب فرهنگی بر تأثیر قطعی سوابق تحصیلی یازدهم و دوازدهم در کنکور ۱۴۰۵
جزئیات احکام انضباطی دانشجویان در ایمیل معاون دانشجویی دانشگاه شریف به اساتید
امتحانات دانشگاه علمی کاربردی غیرحضوری شد
امام در اصول فقه به «عرف عقلایی» اهمیت میداد
خبرنگاران ایرانی از دریافت ویزا برای پوشش جام جهانی محروم شدند
موقوفات چطور به حل مشکلات اقتصادی ورود کردهاند؟
زندگی امام موسی کاظم (ع) تابلویی تمامعیار از مدیریت بحران و کادرسازی دینی است
بازیگر معروف ایرانی نقش ترامپ را بازی میکند+عکس
بیوک میرزایی: محبت مردم بزرگترین سرمایه یک هنرمند است
متن جدید امیرحسین قیاسی در حمایت از ایران و در واکنش به جنگ
آیتالله مبلغی: نخستین ثمره استقامت، گشایش راهها و شکستن بنبستهاست
ثبت نام ۲ هزار هیئت جدید در سامانه عطر سیب/ رویکرد نمایشگاه امسال خانواده محور است
خدمترسانی موکب ها به زائران عید غدیر در نجف اشرف
روایتی از بزرگترین وقف درمانی تهران در کتاب «میراث فرمانفرما»
آخرین حضور و غیاب کودکان شهید میناب با حضور پرویز پرستویی
بازیگر معروف فیلم پدرخوانده ترامپ را ظالم و فاسد خواند
روایت الگوی خانواده موفق در «زندگی زیباست» رادیو معارف
آنچه سیاهچالهای عباسی درباره امام کاظم(ع) پنهان نکردند
چرا روایت ماکان نصیری از صدها گزارش خبری اثرگذارتر شد؟
کتاب صمود روایتی از دردی که از دور فهمیده نمیشود
امکان ارسال مستقیم جستجو به هوش مصنوعی در گوگل فراهم میشود
ترس اروپا از خاموشی دیجیتال شدت گرفت
قائم مقام دبیر شورای عالی انقلاب فرهنگی منصوب شد
حمایت جدی دانشگاه آزاد از دانشجویان دکتری؛ دستورالعمل پژوهشی نیمسال ۱۴۰۴۲ آمد
خط فارسی، مرجعیت علمی ایران را منطقهای میکند
وزارت آموزش و پرورش اعلام برنامه امتحانات نهایی را تکذیب کرد
رویکرد تحولی سمپاد از تربیت دانشآموز موفق به سوی پرورش انسان اثرگذار
هوش مصنوعی افکار رئیس جمهور چین را ترویج میکند
شورای عالی انقلاب فرهنگی: تغییری در تأثیر قطعی معدل کنکور امسال نداریم
تعلل دولت در اجرای طرح ترمیم حقوق، شکاف بیاعتمادی را گسترش داد
نمایهشدن سه مجله دانشگاه تهران در کتابخانه دیجیتال آلمان
مصاحبه دکتری دانشگاه علامه طباطبائی از فردا آغاز میشود
یک روز جابجایی در برنامه امتحانات دانشگاه صنعتی شریف
اقتباسی عروسکی از رمان «اسب جنگی» به روی صحنه رفت
مساله وطن در صدای علیرضا قربانی و نجابتِ اندوه در آهنگ جدید او
بزرگترین وداع قرن برای امام امت/ بدرقهای به وسعت ایران
جناب خان و هومن به آنتن تلویزیون برگشتند
کتاب برای رهبر شهید ابزار ساخت انسان و جامعه بود
پیکر آیتالله العظمی محمد اسحاق فیاض در کاظمین و کربلا تشییع شد
حمایت از ۳۵۰ استاد برای هدایت تحقیقات
امکان ادامه تحصیل مجدد در پزشکی، دندانپزشکی و داروسازی برای دانشآموختگان فراهم شد
تاثیر معدل در کنکور به دلیل غیبت شما هنوز بررسی نشده است
جزئیات آزمون مرحله غیرمتمرکز سی و یکمین المپیاد علمی دانشجویی اعلام شد
آغاز کلاسهای حضوری دانشگاه صنعتی شریف از ۲۳ خرداد
جزئیات ثبت نام آزمون دستیاری دندانپزشکی را اینجا بخوانید
بررسی وضعیت اشتغال بیش از ۴۰۹ هزار دانشآموخته/ علوم پزشکی در صدر اشتغال
غدیر؛ واقعهای فراتر از تاریخ با ابعاد کلامی و تمدنی
مداح بحرینی سلب تابعیت شده به ایران میآید
آیتالله فیاض رحلت کرد/ مرجعی که آیتالله خویی او را نور چشمش می دانست
تنگه هرمز را بیشتر بشناسید
حقوق اساتید چه نیازهایی را برآورده میکند؟
مرور آثاری که با موضوع غدیر خلق شدند
هوش مصنوعی افکار رئیس جمهور چین را ترویج میکند
بیوک میرزایی: محبت مردم بزرگترین سرمایه یک هنرمند است
حمایت جدی دانشگاه آزاد از دانشجویان دکتری؛ دستورالعمل پژوهشی نیمسال ۱۴۰۴۲ آمد
کتاب صمود روایتی از دردی که از دور فهمیده نمیشود
حجتالاسلام محمد قمی: نهضت خمینی همچنان ادامه دارد
ترس اروپا از خاموشی دیجیتال شدت گرفت
طرح جدید دانشکده مدیریت شریف برای جذب دانشجوی دکتری با مزایای بینظیر
دومین فراخوان تربیت مجاهد فرهنگی توسط نهاد نمایندگی رهبری در دانشگاهها
سیمای فراتاریخی «قهرمان مردم» در لایههای هنر، عرفان و ادبیات
امکان ارسال مستقیم جستجو به هوش مصنوعی در گوگل فراهم میشود
دبیر شورای عالی انقلاب فرهنگی: دستورات لازم برای حضور فعالتر جهاد دانشگاهی صادر میشود
غدیرخم تبیینگر مدل حکمرانی الهی و الگوی زیست مؤمنانه است
اجماع اولیه فرو ریخت/ خبرگان بر روی رهبر شهید به توافق نرسیدند
مساله وطن در صدای علیرضا قربانی و نجابتِ اندوه در آهنگ جدید او
بزرگترین وداع قرن برای امام امت/ بدرقهای به وسعت ایران
شورای عالی انقلاب فرهنگی: تغییری در تأثیر قطعی معدل کنکور امسال نداریم
قائم مقام دبیر شورای عالی انقلاب فرهنگی منصوب شد
نظراتی که حاوی توهین یا افترا به اشخاص ،قومیت ها ،عقاید دیگران باشد و یا با قوانین کشور وآموزه های دینی مغایرت داشته باشد منتشر نخواهد شد - لطفاً نظرات خود را با حروف فارسی تایپ کنید.