پژوهش محققان دانشگاه امیركبیر؛
بهبود بازدهی تولید برق در سلول های خورشیدی با فناوری نانو
کمیاب آنلاین: پژوهشگران دانشگاه صنعتی امیرکبیر موفق شدند طی پژوهشی، بازده تولید انرژی سلول های خورشیدی حساس به رنگ را با فناوری نانو بهبود دهند.
به گزارش کمیاب آنلاین به نقل از دانشگاه امیرکبیر، محبوبه رفیعی پور چیرانی دانش آموخته مقطع دکتری رشته شیمی کاربردی دانشگاه صنعتی امیرکبیر و مجری طرح «تهیه نانو فیلرهایی بر پایه گرافن عاملدار شده با کمپلکس فلز واسطه با هدف بهبود عملکرد سلول خورشیدی حساس به رنگ» اظهار داشت: با رشد سریع صنعتی شدن و تغییر سبک زندگی تقاضای جهانی برای انرژی به شکل فزاینده ای رو به افزایش است.
وی اظهار داشت: طی سالهای متمادی سوخت های فسیلی مانند نفت، گاز طبیعی و زغال سنگ منابع بالقوه انرژی برای برآوردن این تقاضای جهانی انرژی محسوب می شده است.
محقق دانشگاه صنعتی امیرکبیر اشاره کرد: در صورت ادامه این روند ما در سیاره ای تهی از منابع فسیلی به دام خواهیم افتاد که براثر تولید گازهای گلخانه ای حاصل از احتراق با دشواری های زیست محیطی گریزناپذیری روبرو خواهد بود.
رفیعی پور افزود: به همین دلیل، یکی از بزرگ ترین چالش های امروزه ی بشر جایگزینی سوخت فسیلی با منابع انرژی تجدید پذیر و پاک است؛ از اینرو، برای چنین چالشی باید با بکارگیری ترکیب ها و منابع در دسترس چاره ای به صرفه ارائه داد.
این محقق با اعلان اینکه تابش خورشید بهترین منبع زیست محیطی و بزرگ ترین منبع موجود از انرژی پاک است اذعان داشت که بکارگیری توان خورشیدی در فناوری فتوولتایی می تواند پاسخی معقول به چالش انرژی باشد.
وی اضافه کرد: پیشرفت در تولید سلول های خورشیدی حساس به رنگ نقطه عطفی در طراحی یک سلول خورشیدی مقرون به صرفه، سبک و سازگار با محیط زیست به وجود آورده است. تولید انرژی در سلول های خورشیدی حساس به رنگ یا به اصطلاح DSSC ها شبیه فتوسنتز است یعنی رنگ حساس به نور پوشش داده شده بر روی الکترود، نور خورشید را برای تحریک الکترون ها جهت تولید الکتریسیته جذب می کند و انتقال الکتریسیته از الکترون ها به الکترودها درون سلول بر عهده الکترولیت است.
وی با اعلان اینکه دست یابی به ترکیب پایدار در الکترولیت با بوجودآوردن توازن بین عملکرد فتوولتائیک و پایداری طولانی مدت آن یکی از گلوگاه های تجاری سازی موفقیت آمیز DSSC به شمار می آید اظهار داشت: ماهیت خورنده و پایداری پایین زوج ردوکس در حلال های آلی الکترولیت ها چالش مهمی را برای تولید DSSC در مقیاس صنعتی به وجود می آورد.
وی اظهار داشت: ما برای نخستین بار موفق شدیم با سنتز دو نوع متفاوت از نانوفیلرهای بر پایه گرافن اکساید در حلال مایعات یونی ایمیدازولی به ترکیبی پایدار در الکترولیت شبه جامد با بازده تبدیل انرژی بالا در DSSC نائل شویم به گفته ی ایشان، استفاده از این نوع نانو الکترولیت های کامپوزیتی که مبتنی بر مایعات یونی سازگار با محیط زیست هستند می تواند نشت الکترولیت را محدود و انعطاف پذیری و پایداری دستگاه را بهبود بخشد.
رفیعی پور با اعلان اینکه ساخت سلول های خورشیدی حساس به رنگ در لابراتوار دانشگاه صنعتی امیرکبیر بصورت پایلوت و در اشل آزمایشگاهی انجام شده است، افزود در صورت نیازسنجی و وجود امکانات بیشتر می توان استفاده از این مواد را به مقیاس صنعتی نیز گسترش داد.
وی اظهار داشت: از خاصیت های طرح حاضر دستیابی به سلول خورشیدی حساس به رنگ مبتنی بر الکترولیت مایع یونی به همراه سیستم کامپوزیتی حاوی نانوفیلرهایی است که در مقایسه با الکترولیت های آلی فراری چون استونتریل و والرونیتریل سازگاری بالایی با محیط زیست دارند و می توانند بازده تبدیل انرژی را بهبود بخشند.
وی با اشاره به دیگر خاصیت های این طرح اظهار داشت: از جانب دیگر ما موفق به سنتز مشتقاتی جدیدی از گرافن اکساید با بهره گیری از فلز واسطه کبالت شدیم که پیش بینی می شود نقش یک رودکس کمکی را در ماتریس الکترولیت ایفا کند.
محقق دانشگاه صنعتی امیرکبیر اظهار داشت: همین طور در این پژوهش برای نخستین بار از لانزوپرازول به عنوان یک گروه عاملی با پیوند کووالانسی در ساختار گرافن اکساید کمک گرفته شده و قابلیت استفاده ی آن باتوجه به ساختار الکترونی اتم های تشکیل دهنده مورد بررسی قرار گرفته است.
وی با اعلان اینکه در مقایسه با فناوری های خورشیدی نسل اول و دوم، ساخت نسل سوم سلول های خورشیدی به سبب تنوع بالا، انعطاف پذیری در ساختار و همین طور مقرون به صرفه بودن همیشه رو به رشد و پیشرفت است، اظهار داشت: نمونه های آزمایشگاهی و صنعتی زیادی از این نوع سلول ها وارد بازار شده و در رنگ های متنوع در معماری ابنیه ها مورد استفاده قرار گرفته و همین طور به سبب کارکرد بهینه در نور کم در ساخت وسایل الکترونیکی و همین طور در منسوجات نظامی از آن استفاده شده است.
وی با اشاره به مزیت های رقابتی طرح اظهار داشت: امید است کاربرد ترکیب های نوین درکنار گرافن اکساید دریچه ای به سمت ساخت سلول های خورشیدی کارآمد و پایدار بوجود آورد.
گفتنی است: اساتید راهنمای این پروژه پرفسور الهه کوثری و خانم دکتر مریم یوسف زاده و استاد مشاور این طرح پرفسور حسین سالارآملی از اعضای هیات علمی دانشگاه صنعتی امیرکبیر هستند و همین طور این طرح تحت حمایت اساتید راهنمایی از مرکز نانوفایبر و نانوتکنولوژی دانشکده مکانیک دانشگاه ملی سنگاپور صورت گرفته است و نتایج این پژوهش طی مقالاتی در مجله Journal of molecular liquids به چاپ رسیده است.
این مطلب را می پسندید؟
(1)
(0)
تازه ترین مطالب مرتبط
نظرات بینندگان در مورد این مطلب