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
شکوه دعای امروز عرفه در مسجد مقدس جمکران
متن تشکر سید مجید موسوی از مهدی رسولی+عکس
پیرمرد بیرجرندی در اوج طوفان پرچم ایران را بر زمین نینداخت
«تیرانداز زبردست» با استقبال کودکان و نوجوانان به چاپ دوم رسید
تارا و رؤیای داشتن یک تلفن همراه شخصی
رمان «فرار از زنگ ورزش» برای نوجوانان منتشر شد
قصه گویی یک اسباببازی ارزان اما اثرگذار برای کودکان
ارسطوی پایتخت با یک سریال جدید به شبکه یک آمد
جناب خان و الیکا عبدالرزاقی به آنتن تلویزیون برگشتند
اسلامهراسی علیه زنان محجبه در اروپای سال ۲۰۲۵ افزایش یافته است
عدالت و پیشرفت در نگاه شهید لاریجانی چگونه بود؟
بازتاب گسترده پیام رهبر انقلاب به مناسبت برگزاری حج در رسانههای بین المللی
شرایط تغییر مدرسه در مرداد و شهریور اعلام شد
درخواست رئیس جمهور: زمینه حضور اساتید برجسته برای انتقال آموزشهای نوین فراهم شود
آییننامه «توسعه مشارکتهای مردمی از طریق تشکیل هیئت امنا در مدارس دولتی» تصویب شد
آگهی/ خرید قسطی طلای آب شده تا سقف ۱۰۰ میلیون تومان از وال گلد
این دعای عرفه را بخوانید تا ببینید چرا پدران ما قرنهاست حسین حسین (ع) میگویند
روزه گرفتن در روز عرفه چه حکمی دارد؟
توصیه آیت الله جوادی آملی برای انجام این عمل در روز عرفه
از ظهر تا غروب عرفه؛ این ساعتها را از دست ندهید
آمار ثبت نام در کنکور ۱۴۰۵ به حدود یک میلیون نفر رسید
جریمه چند میلیون دلاری و سنگین در انتظار گوگل در اروپا
رئیسجمهور مصوبه بازگشایی اینترنت بینالملل را ابلاغ کرد
صفحه اینترنت پرو از سایت همراه اول حذف شد+عکس
روایت وزیر ارتباطات از بازگشایی اینترنت
۵۰ برج فناوری احداث میشوند: ۳ دانشگاه پایلوت زیست بومی نوآوری میشود
«سعی صفا و مروه» در حج نماد چیست؟
افزایش پذیرش دانشجوی شهریهپرداز در دانشگاه تربیت مدرس
تائید ۱۲ رئیس دانشگاه و رئیس شهرک علمی صنعتی اصفهان
جزئیات برگزاری امتحانات و کلاسهای دانشگاه تربیت مدرس و علم و صنعت اعلام شد
کلاسهای دانشگاه شریف تا اطلاع ثانوی مجازی شد
کارمند گوگل در پی اعتراض به همکاری با رژیم صهیونیستی اخراج شد
مصوبات مهم جلسه ستاد فضای مجازی درباره وضعیت اینترنت اعلام شد
۱۷ هزار نسخه خطی کمنظیر و در معرض خطر دیجیتال سازی شد
«آدم با صدای بلند برای فرزندانش گریست» کتاب شد
کتابهایی خواندنی برای بچههای ایران
فروش فیلم جدید اصغر فرهادی در فرانسه چقدر است؟
اگر خرمشهر آزاد نشده بود چه اتفاقی میافتاد؟
پیام آیتالله نوری همدانی به مناسبت چهل و چهارمین سالگرد تأسیس دانشگاه آزاد اسلامی
دیگر اثری از بخارهای قمر مشتری نیست
الهام پاوه نژاد برای سالروز آزادسازی خرمشهر نوشت+عکس
شما بودید که شرف را معنا کردید +عکس
محسن شریفیان به مدرسه میناب رفت+عکس
«مثلی لا یبایع مثله» شعار اربعین حسینی امسال شد
راهکارهای مدیریت اضطراب دانشآموزان در روزهای امتحان چگونه است؟
امتحانات نهایی دانشآموزان مجازی میشود؟
عملیات بیتالمقدس در ۲۰ کتاب درسی ثبت میشود
امام باقر (ع) احیاگر مرجعیت علمی اهل بیت و پیشگام مبارزه با تحریف دین
یک ماهواره جاسوسی در فضا شناسایی شد
تمدید مهلت ثبت مهمانی و نقل و انتقال دانشجویان تا ۸ خرداد
ارتقای خدمات خوابگاهی دانشگاه تهران همزمان با آغاز اسکان دانشجویان
تمهیدات جدید آموزشی در دانشگاه علم و صنعت اعلام شد
جزئیات امتحانات و کلاسهای ترم دوم در چند دانشگاه کشور اعلام شد
بدرقه عاصم منیر توسط سید عباس عراقچی با یک تصویر خاص
پاسخ یحیی گلمحمدی به یاوه گویی ترامپ +عکس
اعتراف غم انگیز نویسنده برنده جایزه نوبل ادبیات درباره استفاده از هوش مصنوعی
نمایشگاه کتاب تهران تمدید شد
نگاهی به حقوق فرزندان در آینه تربیت الهی
توصیه امام باقر (ع) برای اصلاح جامعه چه بود؟
رباتی که امید را به کودکان مبتلا به ام اس بازگرداند
رباتهای انساننما در مزارع چین مشغول به کار شدند+عکس
موشک «نیو گلن» پس از سانحه دوباره مجوز پرتاب گرفت
قلمرو مهآلود یک ستاره در حال مرگ رصد شد
فرمانده اولین پرواز انسانی به مریخ یک میلیاردر است+عکس
علت زنگ نزدن طلا کشف شد
استرس خاطرات شما را نابود میکند
مهلت ثبت نام کنکور سراسری ۱۴۰۵ تمدید شد
«اردیبهشت کتاب» به دلیل استقبال گسترده مردم تا جمعه ۸ خرداد تمدید شد
بهترینهای جشنواره کن از نظر منتقدان/ فیلم اصغر فرهادی کجاست؟
چرا برنامه شهیدیفرد در میان پربازدیدهای تلویزیون نبود؟
شعار دهه امامت و ولایت اعلام شد: غدیر، میثاق امت با ولایت
آغاز ثبتنام پانزدهمین دوره ارزیابی تخصصی قاریان و مدرسان قرآن کریم
حجت الاسلام پناهیان: مردم پس از میدان سراغ میز مدیران خواهند رفت
ثبت نام یک میلیون و ۱۸۷ هزار دانش آموز کلاس اولی آغاز شد
آغاز سال تحصیلی آینده و اجرای موفق پروژه مهر دغدغه اصلی آموزش و پرورش
کلاسهای تحصیلات تکمیلی دانشگاه شریف از این تاریخ حضوری میشود
تأملی پیرامون دانشگاه آزاد در میانه تحولات اخیر کشور
ثبت نام بیش از ۵۷۰ هزار نفر در کنکور ۱۴۰۵ و آزمون دانشجومعلم
شرایط اسکان دانشجویان دانشگاه تهران چیست؟ اینجا بخوانید
فعالیت شرکت تاکسی خودران وایمو در یک شهر دیگر تعلیق شد
جزئیات امتحانات و کلاسهای ترم دوم در چند دانشگاه کشور اعلام شد
تکذیب اعلام زمان برگزاری آزمون سراسری یک هفته پیش از امتحانات نهایی تکذیب شد
ارتقای خدمات خوابگاهی دانشگاه تهران همزمان با آغاز اسکان دانشجویان
ارائه راهکارهای شبکه سازی با نخبگان خارج از کشور
مهلت انتخاب رشته کاردانی مهارتی تمدید شد
بدرقه عاصم منیر توسط سید عباس عراقچی با یک تصویر خاص
تغییرات تقویم آزمونهای علوم پزشکی سال ۱۴۰۵ اعلام شد
آخرین وضعیت برگزاری کنکور سراسری و کارشناسی ارشد در سال ۱۴۰۵
سمعکهای جدید میتوانند سینگالهای مغز را بخوانند
بازخوانی حکمت صدرایی توسط جمعی از فلاسفه به صورت مجازی
تمهیدات جدید آموزشی در دانشگاه علم و صنعت اعلام شد
حجت الاسلام پناهیان: مردم پس از میدان سراغ میز مدیران خواهند رفت
شما بودید که شرف را معنا کردید +عکس
این بازی ویدئویی قابلیت تشخیص افسردگی شدید را دارد
دیگر اثری از بخارهای قمر مشتری نیست
۴۰ شرکت دانش بنیان در جنگ تحمیلی سوم به صورت کامل تخریب شد
کلاسهای تحصیلات تکمیلی دانشگاه تهران حضوری شد
آغاز ثبتنام پانزدهمین دوره ارزیابی تخصصی قاریان و مدرسان قرآن کریم
یک ماهواره جاسوسی در فضا شناسایی شد
پیام آیتالله نوری همدانی به مناسبت چهل و چهارمین سالگرد تأسیس دانشگاه آزاد اسلامی
چرا برنامه شهیدیفرد در میان پربازدیدهای تلویزیون نبود؟
الهام پاوه نژاد برای سالروز آزادسازی خرمشهر نوشت+عکس
علت زنگ نزدن طلا کشف شد
نگاهی به حقوق فرزندان در آینه تربیت الهی
فروش فیلم جدید اصغر فرهادی در فرانسه چقدر است؟
ثبت نام بیش از ۵۷۰ هزار نفر در کنکور ۱۴۰۵ و آزمون دانشجومعلم
تمدید مهلت ثبت مهمانی و نقل و انتقال دانشجویان تا ۸ خرداد
آنچه در این هفته گذشت و واکنش به مجریان اسلحه به دست تلویزیون
یک مستند از سقوط هواپیمای آمریکایی در اصفهان ساخته میشود
وقتی کتاب کنج خلوتی برای برای خانوادههای آسیبدیده از جنگ 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.