تغطية شاملة

ستصبح الخلايا الشمسية الرخيصة أكثر كفاءة بفضل المواد النشطة الجديدة

أدى الجمع بين المنتجات الجديدة إلى تحويل الطاقة مع الاستفادة من 7.2%، وهي قيمة قياسية للخلايا من هذا النوع - الصبغة العضوية

مجمعات الطاقة الشمسية على أساس بلورات السيليكون. مجاملة من المواد التطبيقية
مجمعات الطاقة الشمسية على أساس بلورات السيليكون. مجاملة من المواد التطبيقية

تتقدم تكنولوجيا الخلايا الشمسية إلى الأمام على الرغم من وجود عائقين مهمين: الكفاءة المنخفضة وارتفاع تكاليف الإنتاج. بالتعاون مع الباحث ساتوشي أوشيدا من جامعة طوكيو، نجح مايكل جراتزل ومجموعته البحثية في "المعهد الفيدرالي السويسري للتكنولوجيا" في لوزان في تطوير أجهزة استشعار حديثة يمكن أن تساعد في زيادة كفاءة الطاقة الشمسية الرخيصة نسبيًا. وهي خلايا تعتمد على الصبغة المعروفة الإندولين (الإندولين).

منذ عدة سنوات، قام الباحث غراتزل بتطوير خلايا شمسية كهروكيميائية ضوئية رخيصة الثمن وبسيطة، قادرة على تحمل التعرض الطويل للضوء والحرارة. تحتوي "خلايا جراتزل" هذه على طبقة مجهرية من جزيئات أكسيد التيتانيوم (TiO2) المغلفة بصبغة نشطة (محسس). استجابة لإشعاع الضوء، تنتقل الإلكترونات الموجودة في طبقة الصبغة الممتزة على الأكسيد إلى التوصيل يتم تجميع شريط الأكسيد في نهاية الموصل ومن هناك يتم نقله إلى دائرة كهربائية خارجية.لتشغيل الخلية بشكل سليم، يجب ألا تتفاعل الإلكترونات المتدفقة إلى الأكسيد مرة أخرى مع الصبغة المؤكسدة.لمنع هذا في هذه الحالة، تحتوي الخلية على محلول إلكتروليتي مع الأيونات السالبة من اليوديد وثلاثي يوديد كزوج من الأكسدة والاختزال التي تذوب في السائل ويتم إعادة تدويرها على الفور "ثقوب الإلكترون" التي تنشأ في الصبغة. العيب الرئيسي لاستخدام المذيبات العضوية المتطايرة في محلول الإلكتروليت هي الحاجة إلى تغليف الإلكتروليت، وتعتبر السوائل الأيونية بديلاً عن استخدام المذيبات المتطايرة، وتوجد هذه الأملاح على شكل سوائل عند درجات حرارة منخفضة وليست متطايرة.

ومع ذلك، فإن اللزوجة العالية لهذه الشوارد تعتبر عيبًا كبيرًا في نقل الإلكترون السريع وتضعف كفاءة العملية. وقد عوض الباحثون هذا الانخفاض في الكفاءة من خلال تحسين المثير، فبدلاً من استخدام الأصباغ الشائعة القائمة على عنصر الروثينيوم، اعتمدوا على مادة الإندولين العضوية، التي تتمتع بمعامل امتصاص مولي أعلى.

هذا الاستبدال يجعل من الممكن استخدام طبقة أرق من أكسيد التيتانيوم، وهي حقيقة تساعد على تقليل مسار الإلكترونات. أدى هذا المزيج إلى تحويل الطاقة مع الاستفادة من 7.2%، وهي قيمة قياسية للخلايا من هذا النوع - الصبغة العضوية/السائل الأيوني/أكسيد التيتانيوم. في الحالة الحالية، لا تعتمد فعالية الصبغة كمثير على الكروموفور (المادة التي تمتص الإشعاع) فحسب، بل أيضًا على خصائص المكونات الأخرى. لذا فإن استخدام صبغة مع سلسلة هيدروكربونية إضافية أدى إلى تحسين النشاط عن طريق منع عودة الإلكترون إلى مكان تكوينه. تم نشر هذا البحث مؤخرًا في مجلة Angewandte Chemie International Edition.

لبيان صحفي

تعليقات 6

  1. إلى Gravity78، أنا سعيد لأنك مخطئ، فالإنسانية لا يمكن أن تستمر بشكلها الطبيعي.
    لقد مرت الإنسانية بالعديد من الاضطرابات
    1 . القوي الذي يملك القوة يمكنه أن يأخذ زوجتك وطفلك ويقتلك
    2. وبعد ذلك جاء الدين وأصدر القوانين في البلاد
    هناك عدد قليل آخر فاتنا على طول الطريق
    3. اليوم، الجميع يأخذ، لا يهمه أي شيء، فقط أفراد عائلته، وحتى ذلك إلى حد معين، لن يتحدث إخوة منافسه، كل هذا مقابل حفنة من الدولارات أو اليورو أو الشيكل، مهما كان قرارك. الناس يموتون من الجوع بالقرب منك، الأطفال يتضورون جوعًا، سرقت الأموال العامة والخاصة، ليس هناك حد للكراهية بين الناس، لون البشرة، القليل من الاختلاف، الدين، كلمة في غير محلها.
    4. يا صديقي، ستأتي مرحلة لن تضطر فيها إلى التفكير بهذه الطريقة لأنك ستتعلم وإلا فإن التفكير الجماعي سيكون مختلفًا وليس مثل النزعة الاستهلاكية المستمرة.
    تلك المتعلقة بالتعليم وتحقيق الذات والمساهمة في المجتمع وتطوير قدراتك لنفسك من أجل الصالح العام.
    أنتم تعلمون كم من الناس في العالم أميون وكم من القدرات المعرفية نخسر أكثر من نصف البشرية على الأقل وهذا أقل ما يقال.
    انظروا إلى أين وصلت الإنسانية وما ذلك إلا بفضل القلة التي تعلمت وتعلمت وطورت قدراتها
    هناك الكثير مما يمكن كتابته والحديث عنه، وأنا على يقين أن ما كتبته هنا غير مقبول لدى الكثير من الناس، ولكن سيأتي يوم وستفعله البشرية، ربما في يومنا هذا.
    كل التوفيق لك والتفكير على نطاق واسع وليس في المركز

  2. إذا فهمت بشكل صحيح، اللون عضوي - هل هناك أي تفاصيل عن طول عمره؟ فإذا كان العمر قصيرا، فإن أرباحنا ستعوض عن خسائرنا.

    أما الحديث عن شركة الكهرباء - فهي لن تختفي، بل ستصبح فقط شركة بنية تحتية وليست شركة محتوى... أي أنها ستوفر بنية تحتية لتقاسم الطاقة الكهربائية ولن تنتج الكهرباء نفسها.
    المحزن هو أنه علينا أن نقول وداعاً لإعلانات المقبس والقابس...

    ستكون الثورة الحقيقية المثيرة للاهتمام هي أن تقوم المدن بإنشاء شبكات الكهرباء الخاصة بها وبيع الفائض في الشبكة الوطنية (وهذا يمكن أن يعطي دفعة حقيقية لمدن مثل بيش وديمونة).

  3. إن التقدم الذي تم إحرازه في السنوات الأخيرة في مجال الطاقة الشمسية والطاقات البديلة بشكل عام جيد جدًا، وأنا سعيد لأنهم فهموا أخيرًا أن هذا هو المجال الذي نحتاج فيه إلى تركيز جهود كبيرة.

    في النهاية، أعتقد أننا سنتمكن من التخلص من الاعتماد على شركة الكهرباء لأنه في كل مكان ستكون هناك مكونات مختلفة لتقليل الطاقة الموجودة في الطبيعة، وأعتقد أن هذا النمط من استخدام الطاقة سيتطلب نسبة عالية من الطاقة. الاستثمار الأولي ومن ثم لن نعتمد تقريبًا على شركة الكهرباء في الإمداد المنتظم بالكهرباء.

  4. عزيزي عامي بشار، لا تخدع نفسك، لا يوجد شيء اسمه مجاني، لن يعمل أحد أو يطور أي منتج مقابل لا شيء، الدافع الرئيسي في العالم هو المال والاشتراكية ماتت، ولكن عندما تكون هناك ألواح شمسية في الشوارع الشعبية الأسعار أنا مستعد للشراء والدفع لأودع فاتورة الكهرباء الشهرية وشركة الكهرباء!

    كن رأسمالياً أو لا تكن على الإطلاق!

  5. منذ أسبوعين أو ثلاثة أسابيع فقط قرأنا هنا في العلوم عن استخدام قياسي بنسبة 5.2-5.6% بطريقة جديدة وأمل كبير. وبعد أسابيع قليلة نقرأ عن رقم قياسي جديد قدره 7.2% ونتذكر أن رؤية 20% بعيدة، لكننا قطعنا ثلث الطريق بالفعل.

    وأتساءل ماذا سيحدث للبشرية في اليوم الذي يتم فيه توزيع الطاقة مجانًا وتتوقف عن كونها عاملاً مقيدًا في حد ذاتها.

    تحية متحمسة،
    عامي بشار

ترك الرد

لن يتم نشر البريد الإلكتروني. الحقول الإلزامية مشار إليها *

يستخدم هذا الموقع Akismat لمنع الرسائل غير المرغوب فيها. انقر هنا لمعرفة كيفية معالجة بيانات الرد الخاصة بك.