انرژی و فناوری نانو

انرژی و فناوری نانو

برای آنها که به منابع انرژی قابل اطمینان دسترسی ندارند، راه حل‌های جدید فناوری نانوکمک شایانی است تا کیفیت زندگی آنان را بهبود بخشد.

فناوری‌نانو برای آنها که از ناکارآمدی ذخیره، تولید و تبدیل انرژی رنج می‌برند منابع انرژی جدیدی فراهم آورده است.

و علاوه بر آن، هزینه تولید هر کیلووات انرژی را هم کاهش داده و یا حداقل به بهبود کیفیت تولید آن کمک خواهد کرد.

فناوری نانو به سبب ارتباط با عناصر پایه ایجاد کننده خواص، با بسیاری از کاربردها درزمینه انرژی در ارتباط است.

و به تمامی سوالات پیرامون این بحث پاسخ می دهد.

فناوری نانو کمک می کند تا انرژی های مختلف با بازدهی بیشتری برق تأمین کنند یا حتی روش های دیگری برای تأمین انرژی ایجاد شود.

در انتقال انرژی تا تحویل آن به واحدهای مصرف کننده فناوری نانو کمک می کند که اتلاف انرژی کاهش یابد.

در ذخیره انرژی به طور مشخص ذخیره انرژی در باتری ها و خازن ها به کمک فناوری نانو افزایش یافته است.

فناوری نانو در کاهش میزان مصرف برق و بهینه سازی مصرف سوخت و کاهش آلاینده ها نیز موثر است و روش هایی را پیشنهاد می کند که با تغییری اندک، آسیب های وارد به محیط کاهش می یابد.

فناوری نانو وتولید انرژی

روش های زیادی طراحی شده اند که از منابع طبیعی مانند خورشید، آب یا باد انرژی بسازند.

در همه موارد فناوری نانو می تواند اثرگذار باشد و تغییرات چشم گیری ایجاد کند.

تولید و استفاده از نفت و دیگر سوخت های فسیلی سالانه با یک روند مشخص در حال افزایش است و در آینده ای نزدیک تولیدات نفتی دیگر قادر به پاسخ گویی به نیازهای جمعیت دنیا نخواهند بود.

پایان یافتن منابع نفتی تنها مشکل ما نیست، بلکه با استفاده روز افزون سوخت های فسیلی در حال حاضر با تولید روزافزون گازهای گل خانه ای و گرم شدن جهان، محیط زیست در معرض خطر جدی قرار گرفته است.

برخی از منابع جدیدی که می توانند جایگزین سوخت های فسیلی شوند شناخته شده اند، اما هنوز از نظر اقتصادی بازدهی لازم را ندارند.

پیشرفت های فناوری نانو می تواند این مشکل را بهبود بخشد.

با فناوری نانو می توان مواد و روش های جدیدی ایجاد کرد که تحولی اساسی در زمینه  انرژی رقم می زنند.

در حال حاضر نوربین های بادی، صفحات سلول های خورشیدی و سوخت های طبیعی به عنوان اهداف اصلی در تأمین انرژی های تجدیدپذیر مطرح هستند. چون منشاء آن ها تمیز، ارزان و همیشگی است.

سوخت های فسیلی ونانو کاتالیزورها

تأثیر کلیدی فناوری ‌نانو در این بخش از انرژی، بهبود کارآمدی واکنش‌ها و کنترل فرآیندها به شیوه نانوساختارسازی می‌باشد.

به این ترتیب به ازای یک حجم معین، سطح بیشتری در معرض کاتالیزوری که روی آن ریخته شده قرار می‌گیرد در نتیجه باعث افزایش سرعت واکنش‌ها می‌گردد.

البته این کار به این سادگی هم نیست و لازم است مواد واکنش گر با سرعت مناسب، خود را به سایت‌های کاتالیزوری برسانند.

انجام این کار متضمن آن است که ساختارهای ما دارای ترکیبی از مقیاس‌ها باشد.

اما ایجاد چنین ساختارهای بزرگ و مجتمعی آن هم به شیوه از پایین به بالا (bottom up) کاری است که تنها در حوزه‌ فناوری نانو قابل انجام است.

انرژی خورشیدی

خورشید یکی از منابع مهم تجدید پذیر بدون آلودگی است.

انرژی خورشید را می توان به وسیله سلول های مولد ولتاژ از نور (سلول های خورشیدی) به برق تبدیل کرد.

برخی از ماشین حساب های نوری، فانوس های دریایی، خطوط تلفن در نواحی دور، سفینه های فضایی و نانوبری شناورها در اقیانوس، سلول های خورشیدی دارند.

برای ایجاد یک سلول خورشیدی ایجاد یک اتصال از نیمه رساناهای نوع  Pو N ضروری است. این اتصال موجب حرکت الکترون ها می شود.

برخلاف مولدهای معمول سلول های خورشیدی انرژی شیمیایی را استفاده نمی کنند، سلول های خورشیدی همان طور که از نامشان پیدا است، نور را به برق تبدیل می کنند، کاری که گیاهان طی میلیون ها سال انجام می دهند.

بیشتر سلول های خورشیدی، علیرغم محدودیت میزان بازدهی آن از ورود آلاینده ها به محیط زیست جلوگیری کرده و برق نامحدود و فراوان خورشید را ذخیره می کند.

انعطاف و سبکی، نیاز به مراقبت کم و قابلیت تلفیق با لباس، ساختمان، بادبان ها، شیشه، بام و انواع سطوح، مواردی است که نیاز به توجه به فناوری نانو در ساخت سلول های خورشیدی و افزایش بازدهی آن ها را ضروری می سازد.

در فناوری نانو مباحث، متعدد و وسیع است و در حیطه دانش و فن یک رشته قرار نمی گیرد.

این تنوع از حیث مواد نانوساختار، خواص، سیستم های نانومتری و حتی روش های ساخت و قابلیت هایی است که در هر کاربرد به آن ها نیاز است.

این فناوری می تواند به کاهش هزینه ها و افزایش کارایی سلول های خورشیدی کمک کند.

نانوالیاف، نانولوله ها، مواد متخلخل کاتالیستی و مواد جاذب، نقاط کوانتومی و حتی نانوکامپوزیت ها می توانند در سلول های خورشیدی مورد استفاده قرار بگیرند.

در توسعه سیستم های انرژی زا، علم مواد اهمیت بسیار زیادی دارد. زیرا مواد بیشترین هزینه ها و تأثیرات را در بازدهی این سیستم ها ایجاد می کنند.

گردآوری:کیوسک نانو