روشی جدید برای سنتز نانوکریستال‌های جاذب انرژی خورشیدی

یکی از دلایل عدم توسعه انرژی خورشیدی، طول عمر کم و عدم پایداری جاذب‌های انرژی خورشیدی است. این جاذب‌ها معمولا در اثر جذب انرژی خورشیدی داغ شده و باگذر زمان تجزیه می‌شوند و این مساله سبب می‌شود که انرژی خورشیدی قابل رقابت با سایر انرژی‌های تجدید‌پذیر مانند ژنراتورهای باد و هیدروالکترونیک نباشد. در روشی جدید با سنتز دو نانوکریستال معدنی که هر یک در مقایسه با نمونه آلی خود دارای طول عمر بیشتری هستند، جاذب‌های خورشیدی مفید‌تر و موثرتری تولید شده‌اند.

یکی از دلایل عدم توسعه انرژی خورشیدی، طول
عمر کم و عدم پایداری جاذب‌های انرژی خورشیدی است. این جاذب‌ها معمولا در
اثر جذب انرژی خورشیدی داغ شده و باگذر زمان تجزیه می‌شوند و این مساله سبب
می‌شود که انرژی خورشیدی قابل رقابت با سایر انرژی‌های تجدید‌پذیر مانند
ژنراتورهای باد و هیدروالکترونیک نباشد. در روشی جدید با سنتز دو
نانوکریستال معدنی که هر یک در مقایسه با نمونه آلی خود دارای طول عمر
بیشتری هستند، جاذب‌های خورشیدی مفید‌ترو موثرتری تولید شده‌اند.
 
تصویری شماتیک از نانوکریستال فوتوکاتالیست
 
مقاله‌ای در رابطه با این موضوع در مجله
Visualized Experiments به چاپ رسیده است که روی سنتز فاز مایع دو
نانوکریستال بحث می‌کند که در اثر تابش نور تولید گاز هیدروژن یا بار
الکتریکی می‌کند. به گفته دکتر میخاییل زاماکوف از دانشگاه Bowling Green
State University که رهبری این تیم پژوهشی را به عهده دارد، مهمترین مزیت
این روش جفت شدگی مستقیم جاذب‌های نور و کاتالیست‌ها است.

نانوکریستال‌های زاماکوف به دو دلیل ارزش دارند: اولا اینکه به‌دلیل
ساختارشان قادر به جدا کردن بار هستند و ثانیا اینکه متشکل از مواد معدنی
پایدار هستند. اولین نانوکریستال میله‌ای شکل بوده و با انجام واکنش
فوتوکاتالیستی و تولید گاز هیدروژن، قادر به جداسازی بار است. دومین
نانوکریستال از لایه‌های به‌هم چسبیده تشکیل شده که به‌عنوان یک سلول
فوتوولتایی تولید الکتریسیته می‌کند. از آنجایی که این نانوکریستال‌ها
معدنی هستند، دارای قابلیت شارژ مجدد بوده و نسبت به نمونه‌های آلی خود،
حساسیت کمتری به دما دارند. مواد فوتوکاتالیستی معدنی زاماکوف در مواجهه با
حلال‌های آلی، مجددا شارژ می‌شوند در حالی که در واکنش‌های فوتوکاتالیستی
معمول، شارژ کاتالیست به‌طور برگشت ناپذیری تخلیه می‌شود. سلول‌های
فوتوولتایی معمول به‌دلیل عدم پخش حرارتی بالا در برابر حرارت مقاوم نیستند
در حالی که نانوکریستال فوتوولتایی دارای تحمل حرارتی بالاتری است.

در این تحقیق روش جدیدی برای ساخت مواد فوتوکاتالیستی و فوتوولتایی ارائه
شده است. فیلم‌های فوتوولتایی ساخته شده %100 معدنی بوده و در نتیجه
پنل‌های خورشیدی با دوام تری را ایجاد می‌کنند. این مواد دارای طراحی مناسب
برای عرضه در بازار هستند. به گفته دکتر زاماکوف از آنجایی که سنتز
نانوکریستال‌های فوتوکاتالیستی و سلول‌های فوتوولتایی شامل مراحل طولانی با
جزئیات زیاد است، مشاهده مراحل سنتز در یک نسخه ویدیوئی می‌تواند این مسیر
را واضح‌تر و در دسترس‌تر بنمایاند.

مطالب ذکر شده از ژورنال Visualized Experiments گرفته شده است.