فناوری نانو و تولید انرژی پاک
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 توربین 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.
فناوری‌نانو برای آنها که از ناکارآمدی ذخیره، تولید و تبدیل انرژی رنج می‌برند. منابع انرژی جدیدی فراهم آورده و علاوه بر آن، هزینه تولید هر کیلووات انرژی را هم کاهش داده و یا حداقل به بهبود کیفیت تولید آن کمک خواهد کرد.
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.محققان در تلاش اند سلول هایی با بازدهی بیش از 50 درصد و وزن و هزینه کم بسازند و بتوانند برق بیشتری نسبت به سلول های گران قیمت و کم بازده کنونی ذخیره کنند.
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. فناوری نانو در سال های اخیر توانسته است به عنوان یک بخش پر ارتباط با کاربردها و خواص متعدد، بهبودهای مهمی را در سلول های خورشیدی ایجاد نماید، به طوری که هزینه سلول های خورشیدی کنونی با حفظ بازدهی به یک سوم رسیده است.
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. برای مثال فرایند تولید و به کاربردن سیلیکون که مهم ترین نیمه رسانایی است که از آن برای استخراج الکترون از نور خورشید استفاده شده است، بخش زیادی از هزینه های ساخت یک واحد سلول خورشیدی را به خود اختصاص می دهد.
مطالب زیر را حتما بخوانید:
قوانین ارسال دیدگاه در سایت