به گزارش ثریا گرفتن و ذخیره انرژی خورشید با پنل های خورشیدی تنها نیمی از ماجرا است، چرا که این انرژی برای استفاده های بعدی باید در جایی ذخیره شود. در مورد "باتری های جریان"(flow batteries)، ذخیره سازی به مخازن مایع واگذار می شود.
اکنون یک تیم بین المللی به سرپرستی دانشمندان دانشگاه "ویسکانسین-مدیسون" نسخه جدیدی از این باتری های جریان خورشیدی را ایجاد کرده اند که کارآمد و بادوام هستند.
"باتری جریان" یا باتری جریان اکسایش-کاهش (پس از کاهش-اکسیداسیون) نوعی سلول الکتروشیمیایی است که انرژی شیمیایی آن توسط دو ماده شیمیایی حل شده در مایعات موجود در سیستم و توسط یک غشاء تهیه می شود. تبادل یونی (همراه با جریان یافتن جریان الکتریکی) از طریق غشاء اتفاق می افتد در حالی که هر دو مایع در فضای مربوط به خود گردش می کنند.
اُکسایـِش و کاهش(Redox) نام کلی واکنشهای شیمیایی است که مایه تغییر عدد اکسایش اتمها میشوند.
این فرآیند میتواند دربرگیرنده واکنشهای سادهای همچون اکسایش کربن و تبدیل آن به کربن دیاکسید و کاهش کربن و تبدیل آن به متان یا واکنشهای پیچیدهای چون اکسایش قند در بدن انسان طی واکنشهای چند مرحلهای باشد. با کمی اغماض علمی میتوان این فرآیند را انتقال یک یا چند الکترون از یک اتم، مولکول یا یون به یک اتم، مولکول یا یون دیگر دانست.
در هر واکنش اکسایش و کاهش اتم یا مولکولی الکترون از دست میدهد (اکسایش) و اتم یا مولکولی دیگر الکترون جذب میکند (کاهش) مییابد. در چنین واکنشی مولکول دهنده الکترون اکسید شده و مولکول گیرنده الکترون کاهیده میشود. در واقع تعریف ابتدایی اکسایش واکنش یک ماده با اکسیژن و ترکیب شدن با آن بودهاست، اما با کشف الکترون اصطلاح اکسایش دقیقتر تعریف شد و کلیه واکنشهایی که طی آن مادهای الکترون از دست میدهد اکسایش نامیده شدند. اتم اکسیژن میتواند در چنین واکنشی شرکت داشته یا نداشته باشد.
محققان برای ساختن این باتری جدید چندین فناوری موجود را با هم ترکیب کرده اند. این باتری یک سلول خورشیدی سیلیکون/پروسکایت دو پشته است که با یک باتری جریان جفت شده است. محققان می گویند این باتری جدید به مردم این امکان را می دهد تا انرژی تجدید پذیر را در یک دستگاه جمع آوری و ذخیره کنند و نه تنها کارآمد و دارای بهره وری بالایی است، بلکه مقرون به صرفه و به اندازه کافی ساده است و می تواند برای مصارف خانگی در نظر گرفته شود.
بخش جذب و ذخیره انرژی در این معادله به عهده ماده پیشرو در صنعت یعنی "سیلیکون" و یک ماده جدید و امیدوارکننده به نام "پروسکایت" است. این سلول های خورشیدی دو پشته به تنهایی بهتر از هر مواد دیگری عمل می کنند، زیرا این دو ماده طول موج های مختلفی از نور را جذب می کنند.
محققان برای ذخیره سازی انرژی به یک باتری جریان روی آوردند. این دستگاه ها به طور سنتی حاوی دو مایع هستند که در مخازن جداگانه قرار دارند و به عنوان الکترولیت عمل می کنند. الکتریسیته حاصل از سلول خورشیدی یکی از این مایعات را شارژ می کند، جایی که می تواند کم و بیش به طور نامحدود در آن بنشیند و در صورت نیاز به برق، دو مایع در یک محفظه میانی با هم در تعامل قرار می گیرند و یک واکنش شیمیایی ایجاد می کنند که باعث تولید برق می شود.
محققان برای تعیین حداکثر بهره وری این باتری از یک روش مدل سازی نظری برای تعیین اینکه کدام ماده شیمیایی با ولتاژ ایده آل کار می کند، استفاده کردند و در نهایت بر روی دو ترکیب آلی حل شده در آب نمک به نتیجه رسیدند و آزمایشات نهایی تأیید کرد که این یک ترکیب خوب است.
تیم سازنده بازدهی ۲۰ درصدی را ثبت کرد که در جمع بهترین ها قرار می گیرد. این دستگاه توانست بیش از صدها ساعت و صدها چرخه شارژ-تخلیه را با بازدهی بالا و استفاده از بیشتر ظرفیت خود عمل کند که طول عمری بسیار طولانی تری نسبت به دیگر باتری های جریان است که الکترولیت های اسیدی آنها نیز باعث خوردگی مخازن می شود.
"سونگ جین" محقق اصلی این تحقیق می گوید: این بازدهی ۲۰ درصدی در هر زمان که دوست دارید، قابل دستیابی است. شما می توانید از انرژی خورشیدی در طول روز استفاده کرده و 20 درصد برق بدست آورید یا می توانید در شب از ذخیره آن استفاده کنید و ۲۰ درصد برق دریافت کنید.
این تیم در نظر دارد توسعه باتری های جریان خورشیدی را برای بهبود کارآیی، کاهش هزینه ها و راه های مقیاس پذیری آنها برای استفاده های عملی در مقیاس بزرگ ادامه دهد.
این تحقیق در مجله Nature Material منتشر شده است.
منبع: خبرگزاری ایسنا
هدایتهای روشنگرانه رهبر شهید در حوزه علم و فناوری
شماره جدید مجله دانشمند منتشر شد
چه کسی بر پیکر رهبر کبیر انقلاب نماز اقامه کرد؟
تشییع رهبر شهید انقلاب، صحنهای تاریخی برای نمایش وفاداری ملت ما است
جامعه رستگار، راهبرد رهبر شهید در امت سازی
«آیفون» به تنهایی کسی را مدرن نمیکند/اخلاق ویژه جامعه شبهمدرن شهری!
پویش ختم جمعی قرآن به یاد رهبر شهید
روایتی از نماد و معنا در انیمیشن های متاخر کودکان
کاظمی: ۵ هزار مدرسه برای اسکان زائران آماده شد
دعوت وزیر آموزش و پرورش از دانشآموزان و فرهنگیان برای حضور در آیین وداع و تشییع
میزبانی دانشگاه امیر کبیر از ۳۰۰۰ نفر از زائرین مراسم تشییع رهبر شهید
ماموریت نجات تلسکوپ ناسا آغاز شد
تعویق دوباره امتحانات نهایی دانش آموزان ممکن نیست
دعوت جهاددانشگاهی از دانشگاهیان برای حضور در مراسم تشییع رهبر شهید
تأکید بر صیانت از اقتدار ملی و تبعیت از رهبری در مذاکرات آتی
آمادگی دانشگاه علامه برای اسکان ۶ هزار زائر مراسم تشییع رهبر شهید
قابلیت جدید چت در تلگرام دردسرساز شد
توجه رهبر شهید به نخبگان؛ تحول سیاستگذاری علمی با محوریت نوآوری و نسل جوان
نقشۀ مسدودی خیابانهای منتهی به مصلی تهران
حضور سردار سید مجید موسوی در مراسم وداع با رهبر شهید انقلاب
رزمندگان هوافضای سپاه در آماده باش کامل عملیاتی
کشف یک سیاره قابل سکونت در ۲۵ سال نوری از زمین
چگونه ناتوانی دولت قاجار و ظلم دشمن، «قحطی بزرگ»را در جنگ جهانی رقم زد؟
دعوت معاون علمی رئیس جمهور از نخبگان برای حضور در آیین تشییع رهبر شهید
دعوت ستاد کانونهای مساجد از مردم برای حضور در تشییع رهبر شهید
تصویری از یادبود کودکان مظلوم و شهید میناب
بازدید سردار وحیدی از بیمارستان موقت مصلای تهران
آیا تو را تشییع میکنیم، یا بخشی از هویت خویش را؟
رقیب چینی جدید اوپن ای آی و آنتروپیک از راه رسید
جمعیت حاضر در مقابل ورودی های منتهی به مصلی تهران
رهبر شهید انقلاب اسلامی، حکمرانان را خادمان ملت میدانستند
رهبر شهید: متن تاریخ، منظومه معرفت، میراث تمدن
واکنش زینب سلیمانی به آخرین وداع با رهبر شهید در حسینیه امام
سوء استفاده آمریکا و اسرائیل از هوش مصنوعی در جنگ
هماکنون انتظار دلدادگان رهبر شهید برای ورود به مصلی تهران
بسیج اپراتورها برای مدیریت ترافیک ارتباطی در مراسم تشییع رهبر شهید
گامی تازه در درمان نابینایی برداشته شد
مرحله کتبی آزمون پذیرش فلوشیپ پزشکی برگزار شد
دعوت بسیج اساتید برای شرکت در بدرقه باشکوه پیکر مطهر آقای شهید ایران
دانشگاهها برای وداع با رهبر شهید انقلاب آماده میشوند
اسرار آیفون ۱۸پرو در وب تاریک فاش شد
«حرف دلم را قورت دادم» روایتی صمیمی برای بیان احساسات و دغدغههای نوجوانان
قابلیت تازه واتس اپ برای چت کردن بدون افشای شماره موبایل
۴.۵ میلیون دانشآموز در مدارس غیردولتی تحصیل میکنند
فراخوان روایت وداع برای ثبت خاطرات مردمی از بدرقه رهبر شهید انقلاب
استفاده دانشجویان از هوش مصنوعی نظام ارزشیابی را با چالش مواجه کرده است
وزیر آموزش و پرورش: تشدید نظارت بر عملکرد مدارس غیردولتی الزامی است
۴۰ مدرسه قرچک برای اسکان زائران مراسم وداع رهبر شهید آماده میشود
مدرسه کانون هویتسازی و پرورش عزت و امید است
لایحه ایمنی آنلاین کودکان و نوجوانان در مجلس آمریکا تصویب شد
چگونه عاشورا به سرچشمه حقیقت تبدیل شد؟
کشف این ژن راز شکست بسیاری از بارداریها را آشکار میکند
اولین تصویر تابوت متعلق به رهبر شهید انقلاب و خانواده ایشان
کاروان هنرهای نمایشی «بدرقه خورشید» راهی ۶ استان میشود
لحظهبهلحظه وداع ملت با رهبر شهید انقلاب از امواج رادیو قرآن شنیدنی میشود
گریم متفاوت بازیگر بچه مهندس پربازدید شد+عکس
علت فوت فرزاد جمشیدی چه بود؟
آزمون انتخاب سردفتر اسناد رسمی در شهریورماه برگزار میشود
حل مشکلات استخدامی اعضای هیئت علمی جدید در دستور کار دانشگاه تهران
قائممقام بنیاد ملی نخبگان: صدور مرحلهای کارت نخبگی بنیاد ملی نخبگان آغاز شد
اساسنامه جدید مؤسسات آموزش عالی غیردولتی توسط پزشکیان ابلاغ شد
تاخیر یک ساله در تشکیل جلسه شورای عالی فضای مجازی
تأمین کمکهزینه درمان زوجین نابارور/اعطای بسته سیسمونی به دانشجوی مادر
پیگیری اجرای مصوبه افزایش حقوق اساتید/بیش از ۴۰ درصد اساتید دانشگاه فاقد مسکن
۳ لایه پنهان تسلیحاتیسازی استارتاپها برای قتل عام سایبری و نظامی
رقابت جدید علمی بریکس؛ فرصت همکاری دانشمندان ایرانی با ۵ کشور عضو بریکس
اینستاگرام به دنبال شخصی سازی الگوریتم کاربران
جزئیات آزمون ارزیابی علمی متقاضیان انتقال رشته فیزیوتراپی از خارج اعلام شد
استرالیا جریمه شبکههای اجتماعی را دو برابر کرد
یک طرح جدید: یارانه غذای دانشجویان از ترم آینده مستقیم به کیف پول آنها واریز میشود
هواپیمای فضایی چین یک شیء مرموز را در مدار رها کرده است
آزمایش موشک «استارشیپ» پیش از پرواز سیزدهم با موفقیت به سرانجام رسید
صنعت هوانوردی اعلام کرد: ضایعات غذایی به سوخت جت تبدیل میشوند
شمارش معکوس تا پرتاب جدیدترین فناوری فضایی «اسپیسایکس» آغاز شد
جدیدترین خبر از وضعیت فاطمه شکری بازیگر پیشکسوت
اکران فیلم استخر سروش صحت به تعویق افتاد
سری جدید انیمیشن «داستان اسباببازی» همه رقبا را کنار زد
پیشنهاد وزیر علوم برای جذب دانشجویان پاکستانی در دانشگاه سیستان و بلوچستان
شرایط پذیرش در آزمون کاردانی به کارشناسی فرهنگیان اعلام شد
فراهم شدن امکان ویرایش حوزه آزمون پذیرش دستیار تخصصی
علت فوت فرزاد جمشیدی چه بود؟
رقابت جدید علمی بریکس؛ فرصت همکاری دانشمندان ایرانی با ۵ کشور عضو بریکس
تأمین کمکهزینه درمان زوجین نابارور/اعطای بسته سیسمونی به دانشجوی مادر
دعوت بسیج اساتید برای شرکت در بدرقه باشکوه پیکر مطهر آقای شهید ایران
مرحله کتبی آزمون پذیرش فلوشیپ پزشکی برگزار شد
حل مشکلات استخدامی اعضای هیئت علمی جدید در دستور کار دانشگاه تهران
لحظهبهلحظه وداع ملت با رهبر شهید انقلاب از امواج رادیو قرآن شنیدنی میشود
بسیج اپراتورها برای مدیریت ترافیک ارتباطی در مراسم تشییع رهبر شهید
پیگیری اجرای مصوبه افزایش حقوق اساتید/بیش از ۴۰ درصد اساتید دانشگاه فاقد مسکن
اساسنامه جدید مؤسسات آموزش عالی غیردولتی توسط پزشکیان ابلاغ شد
«حرف دلم را قورت دادم» روایتی صمیمی برای بیان احساسات و دغدغههای نوجوانان
تاخیر یک ساله در تشکیل جلسه شورای عالی فضای مجازی
اولین تصویر تابوت متعلق به رهبر شهید انقلاب و خانواده ایشان
۴۰ مدرسه قرچک برای اسکان زائران مراسم وداع رهبر شهید آماده میشود
۴.۵ میلیون دانشآموز در مدارس غیردولتی تحصیل میکنند
دانشگاهها برای وداع با رهبر شهید انقلاب آماده میشوند
کاروان هنرهای نمایشی «بدرقه خورشید» راهی ۶ استان میشود
گامی تازه در درمان نابینایی برداشته شد
استفاده دانشجویان از هوش مصنوعی نظام ارزشیابی را با چالش مواجه کرده است
چگونه عاشورا به سرچشمه حقیقت تبدیل شد؟
۳ لایه پنهان تسلیحاتیسازی استارتاپها برای قتل عام سایبری و نظامی
وزیر آموزش و پرورش: تشدید نظارت بر عملکرد مدارس غیردولتی الزامی است
کشف این ژن راز شکست بسیاری از بارداریها را آشکار میکند
مدرسه کانون هویتسازی و پرورش عزت و امید است
قابلیت تازه واتس اپ برای چت کردن بدون افشای شماره موبایل
گریم متفاوت بازیگر بچه مهندس پربازدید شد+عکس
آزمون انتخاب سردفتر اسناد رسمی در شهریورماه برگزار میشود
اسرار آیفون ۱۸پرو در وب تاریک فاش شد
نقشۀ مسدودی خیابانهای منتهی به مصلی تهران
فراخوان روایت وداع برای ثبت خاطرات مردمی از بدرقه رهبر شهید انقلاب
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.