ენერგია და გარემო

მზის უჯრედები, რომლებსაც შეუძლიათ წვიმისგან ენერგიის გამომუშავება

მზის უჯრედები, რომლებსაც შეუძლიათ წვიმისგან ენერგიის გამომუშავება

გრაფენი მთელი მსოფლიოს მასშტაბით მრავალ აკადემიურ ინსტიტუტში იყო სამეცნიერო პროგრამების საგანი, განახლებადი ენერგიის სარგებელის მხრივ, როგორიცაა მანჩესტერისა და აბუ დაბის უნივერსიტეტები ამ წლის დასაწყისში. მასალა ძირითადად წარმოადგენს ნახშირბადის ატომების ერთ ფენას, რომელიც განლაგებულია ქსელის სტრუქტურაში და ქმნის მას ფოლადზე 10 ჯერ ძლიერი მაგრამ 1000 ჯერ მსუბუქია ვიდრე ფურცელი. მას აქვს დიდი პოტენციალი ელექტრული კომპონენტებისა და გაჯეტებისა და სხვა საგნების შესაქმნელად, სენსორებიდან და აკუმულატორებით დამთავრებული იონების გადამცვლელი მემბრანით, პოტენციური გამოყენების ფართო სპექტრით, მათ შორის ენერგიით, დაცვით და წყლის დამუშავებით.

განახლებადი ენერგიის პოტენციური სარგებელის გათვალისწინებით, მკვლევარებმა აღმოაჩინეს, რომ მას შეუძლია ენერგია უკეთესად შეინახოს ვიდრე გრაფიტი, რაც ნიშნავს, რომ ის შეიძლება გამოყენებულ იქნას ელემენტის ენერგიის შესანახად, ელექტროენერგიის ელექტროსადგურებში და საწვავის უჯრედებში. ის ასევე შეიძლება გამოყენებულ იქნას მზის უჯრედების ანტირეფლექციური საფარის შესაქმნელად.

ცოტა ხნის წინ, ჩინგდაოში, ჩინეთის ოკეანის უნივერსიტეტის მკვლევარებმა აღმოაჩინეს, რომ გრაფენი ასევე წვიმის წვეთებიდან ენერგიის გამომუშავებაში დაგეხმარებათ. ამის მიღწევა მას შეუძლია, რადგან წვიმა მთლიანად წყლისგან არ შედგება, იგი ასევე შეიცავს უამრავ მარილებს, რომლებიც შეიძლება დაიყოს დადებით და უარყოფით იონებად. ეს, თავის მხრივ, ნიშნავს, რომ მარტივი ქიმიური რეაქცია შეიძლება გამოყენებულ იქნას ენერგიის დასაყენებლად, გრაფენის გამოყენებით დადებითად დამუხტული იონების გამოყოფა, რომელიც შეიცავს ნატრიუმს, კალციუმს და ამონიუმს, ელექტროენერგიის წარმოქმნის მიზნით. ჩვეულებრივ, როდესაც წვიმის წვეთი მზის პანელის ზედაპირზე ზის, მასში არსებული სხვადასხვა მარილები ნიშნავს, რომ მას შეუძლია წარმოქმნას არაერთი დაბალანსებული მუხტი. ელექტრონები, რომლებიც დადებითად დამუხტულ იონებთან არის დაკავშირებული, ქმნის ეფექტს, რომელიც ცნობილია როგორც ლუისის მჟავა-ტუტოვანი ურთიერთქმედება.

თეორიულად, იმის გათვალისწინებით, რომ მიუხედავად იმისა, რომ მზის პანელები ჯერ კიდევ მოღრუბლულ დღეებში წარმოქმნიან, გამომუშავებული ენერგია ნაკლებია ვიდრე მზიან დღეებში, თუ მკვლევარებს შეუძლიათ შეიქმნან ყველა ამინდის მზის ელემენტი, რომელიც წვიმისგან გამოიმუშავებს ელექტროენერგიას, ეს მნიშვნელოვნად შეუწყობს ხელს მზის თანამედროვე პანელის ეფექტურობა.

ტესტირება ჯერჯერობით საწყის ეტაპზეა, მაგრამ შედეგები იმედისმომცემია. მკვლევარებმა მოახერხეს ასობით მიკროვოლტის გამომუშავება კვლევის დროს, რასაც მიაღწიეს 6.53 მზისგან ელექტროზე გადაქცევის ეფექტურობა მორგებული მზის პანელიდან. პროცესში შედის გრაფენის ფენის დამატება მგრძნობიარე მზის უჯრედში, რომელიც შემდეგ დააინსტალირეს ინდიუმის თუნუქის ოქსიდისა და პლასტმასის გამჭვირვალე ზურგზე. ამან საშუალება მისცა უჯრედს, გამოიმუშაოს ენერგია როგორც მზისგან, ასევე წვიმისგან.

სინამდვილეში, რა ხდება, არის ის, რომ პოზიტიური იონები უკავშირდებიან გრაფენს, რომელიც ქმნის ორმაგ ფენას, რომელიც ცნობილია როგორც ფსევდოკენადიტორი. ორ ფენას შორის ენერგიის სხვაობა შეიძლება გამოყენებულ იქნას ელექტროენერგიის წარმოქმნისთვის. პრობლემა ისაა, რომ იონები წვიმის წვეთებში იმყოფება დაბალი კონცენტრაციით, ამიტომ აქ არის კითხვა, თუ როგორ უნდა გამოიმუშაოს საკმარისი ელექტროენერგია ასეთი დაბალი კონცენტრაციიდან. მკვლევარები ახლა ამაზე მუშაობენ და იხილავენ თუ როგორ შეუძლია ტექნოლოგიას გაუმკლავდეს წვიმაში ნაპოვნი იონების მრავალფეროვნებას.

გრაფენის გამოყენების სხვა გზები მზისგან განახლებადი ენერგიის რაოდენობის გასაზრდელად მოიცავს მასალის შექმნას, რომელსაც შეუძლია აითვისოს გარემო სითბო და სინათლე. ეს, თავის მხრივ, საშუალებას მისცემს მზის პანელებს, ელექტროენერგიის გამომუშავება მზის დიფუზური შინიდან.

დღევანდელი კვლევა ხელმისაწვდომია ჟურნალში განსახილველად ანგევანდტე ქიმი.


Უყურე ვიდეოს: #ნაშუადღევს გამოვიყენოთ მზის ენერგია (ოქტომბერი 2021).