تولید برق از باران توسط سلول خورشیدی گرافنی

سلول‌های خورشیدی با وجود تامین انرژی از طریق تابش نور خورشید، معایبی نیز دارند که از جمله‌ی آن می‌توان به عدم تولید انرژی در زمان بارش باران اشاره کرد. اما تحقیقاتی که به تازگی انجام گرفته ممکن است این معادله را تغییر دهد.

 

در سال‌های اخیر پیشرفت‌های فنی، سلول‌های خورشیدی را به ابزاری کارآمد و مقرون به صرفه بدل کرده است. فناوری صفحات خورشیدی هنوز محدودیت‌هایی دارد که یکی از آن‌ها آب وهواست.

 

تیمی از چهار دانشمند چینی ازدانشگاه یونان نرمال و دانشگاه اقیانوس چین به تازگی روشی را برای استفاده از گرافن در صفحات خورشیدی و تبدیل باران به انرژی پاک پیدا کرده‌اند.

محققان چینی برای رفع این نقطه ضعف، در سلول خورشیدی خود از یک لایه گرافنی اضافی استفاده کردند. گرافن یک ساختار دو بعدی کربن است که در آن اتم‌ها به شکل لانه زنبور با یکدیگر پیوند خورده اند.

برای ساخت گرافن از روش‌های اکسیداسیون، لایه برداری شیمیایی و مکانیکی و سنتز شیمیایی استفاده می‌شود.

گرافین دارای خواص الکتریکی غیرمعمولی است و علاوه بر رسانش الکتریکی، الکترون‌های آزادی دارد که در تمام سطح لایه حرکت می‌کنند. در محلول آبی، الکترون‌های گرافن با یون‌های دارای بار مثبت پیوند برقرار می‌کنند. این ویژگی گرافن برای جداکردن یون‌های سرب و رنگ‌های ارگانیک از ترکیبات آلی به کار گرفته می‌شود.

دانشمندان با استفاده از این ویژگی، از الکترون‌های گرافین برای تولید انرژی در مواجهه با قطرات آب استفاده کرده‌اند. در واقع در آن راه‌حل از الکترودهای گرافین برای تولید انرژی از طریق تماس با آب استفاده می‌کنند. قطرات آب باران را نمی‌توان آب خالص خواند، چراکه مایع مورد نظر از وجود نمک بهره می‌برد که می‌توان یون‌های مثبت و منفی آن را تفکیک کرد.

یون‌های مثبت موجود در قطرات آب باران که شامل سدیم، کلسیم و آمونیوم است روی سطح گرافین قرار می‌گیرند. قرار گرفتن یون‌های مثبت قطرات آب روی لایه‌ای از گرافین که مملو از الکترون‌های نامنظم و آزاد است، باعث ایجاد دولایه از الکترون‌ها و یون‌های مثبت می‌شود که با عنوان شبه خازن (pseudocapacitor) شناخته می‌شود. اختلاف پتانسیل حاصل از این پدیده، برای تولید ولتاژ و جریان الکتریکی کافی است.

موضوعات مقاله

بهینه سازی انرژی

كتاب پروتكل بين المللي اندازه گيري و صحه گذاري عملكرد M&V

كتاب پروتكل بين المللي اندازه گيري و صحه گذاري عملكرد M&V

پرونده دکل نفتی به دادگاه رفت

سخنگوی قوه قضاییه گفت: پرونده موسوم به دکل نفتی از لحاظ محتوا بزرگ بود و مدت‌ها طول کشید، کیفرخوا

سرمایه‌گذاری استات اویل در انرژی خورشیدی

به گزارش خبرنگار دانش و فناوری «انرژی امروز»، این پروژه عظیم می تواند برق نزدیک به ۱۶۰ هزار خانه

برنامه دولت برای توسعه نیروگاه‌های خورشیدی چیست؟

مهم‌ترین دستاورد دولت در بخش انرژی‌های نو در ۴ سال گذشته جلب مشارکت بخش خصوصی بوده که باید گفت مو

دومین جلسه شورای سیاستگذاری کنفرانس رویکردهای نوین در نگهداشت انرژی

خزر به سرنوشت دریاچه ارومیه دچار می شود

نماینده مردم آمل در مجلس با اشاره به آلودگی دریاچه خزر گفت: دریای خزر به زودی به سرنوشت دریاچه ار

۱۹ درصد طرح های کلان وزارت نیرو آبی است!

باتری پارچه ای ساخته شد

«بحران تامین آب»، دومین مساله اساسی کشور در سال ۹۶

ساخت نیروگاه خورشیدی توسط کره جنوبی در ایران

استراتژی نداریم/تصمیم‌ها در حوزه انرژی شتابزده و سلیقه‌ای است

شرح نحوه کارکرد سیکل نیروگاه زمین گرمایی

شرح نحوه کارکرد سیکل نیروگاه زمین گرمایی

چرخ‌های هوشمند، انقلابی نوین در صنعت خودروسازی

همانطور که نسل آینده خودروها از آن خودروهای هوشمند است؛ چرخ خودروها نیز از تکنولوژی نمی ماند و به

ثبت ۴.۱ میلیارد دلار تقاضای سرمایه‌گذاری خارجی در تجدیدپذیرها

رئیس سازمان انرژی‌های تجدیدپذیر و بهره‌وری برق ایران با اشاره به اینکه ۴.۱ میلیارد دلار تقاضای خا