نانوبلورهایی که نور خورشید را به انرژی تبدیل می‌کنند
تاریخ انتشار: ۱۳ اسفند ۱۴۰۲ | کد خبر: ۳۹۸۷۵۴۶۷
گروهی از پژوهشگران ژاپن و چین در یک پژوهش مشترک، نانوبلورهایی ساخته‌اند که می‌توانند نور خورشید را به انرژی تبدیل کنند.
به گزارش ایسنا، فناوری‌های نوآورانه در تلاش برای رسیدن به یک آینده پایدار، به طور مداوم در حال توسعه هستند تا منابع انرژی تجدیدپذیر را به طور موثرتری مهار کنند.
به نقل از نانو مگزین، گروهی از پژوهشگران «مؤسسه فناوری توکیو»(TITech) در ژاپن و «دانشگاه ملی یانگ مینگ چیائو تونگ»(NYCU) در چین، گام‌های قابل توجهی را در این مسیر برداشته‌اند.
بیشتر بخوانید:
اخباری که در وبسایت منتشر نمی‌شوند!
این گروه پژوهشی، پیشگام روشی هستند که طیف‌های نور خورشید را از اشعه فرابنفش گرفته تا فروسرخ نزدیک به طور کامل برای تولید هیدروژن خورشیدی جذب می‌کند. این پژوهش به یک شکاف مهم در فناوری‌های خورشیدی کنونی می‌پردازد که عمدتا طیف فروسرخ نزدیک نور خورشید را نادیده می‌گیرند.
ماهیت نور خورشید شامل طول موج‌های متنوعی است که هر کدام پتانسیل انرژی خود را دارند. فناوری‌های سنتی خورشیدی در بهره‌برداری از طیف‌های فرابنفش و مرئی ماهر بوده‌اند اما طیف فروسرخ نزدیک زیاد مورد استفاده قرار نگرفته است. «تسو فو مارک چانگ»(Tso-Fu Mark Chang) دانشیار مؤسسه فناوری توکیو، «چون یی چن»(Chun-Yi Chen) مدرس این موسسه و پروفسور «یونگ جونگ هسو»(Yung-Jung Hsu) استاد دانشگاه ملی یانگ مینگ چیائو تونگ برای غلبه بر این چالش، یک پروژه پیشگامانه را آغاز کردند تا پتانسیل طیف فروسرخ نزدیک را بیشتر مورد بررسی قرار دهند.
نوآوری آنها به ایجاد یک نانوبلور «Au@Cu۷S4 yolk@shell» انجامید که یک جهش قابل توجه در تبدیل انرژی خورشیدی بود. پژوهش آنها، پتانسیل این نانوبلور را به عنوان یک منبع انرژی تجدیدپذیر برجسته می‌کند و قدرت تلاش‌های علمی مشترک را نشان می‌دهد.
مرکز این پیشرفت، پدیده‌ای است که به عنوان «تشدید پلاسمون سطحی موضعی»(LSPR) شناخته می‌شود و یک ویژگی نوری متمایز موجود در نانوساختارهای طلا و سولفید مس است. این ویژگی را می‌توان برای جذب طول موج‌های گوناگون از جمله طیف‌های مرئی و فروسرخ نزدیک تنظیم کرد. پژوهشگران با ادغام این مواد، یک فوتوکاتالیست را ابداع کردند که به طیف گسترده‌تری از نور خورشید نسبت به آنچه پیشتر امکان‌پذیر بود، واکنش نشان می‌دهد.
هسو و چانگ خاطرنشان کردند: ما متوجه شدیم که تولید هیدروژن مبتنی بر یک طیف گسترده، اخیرا به عنوان یک منبع بالقوه انرژی سبز در حال افزایش است. ما همزمان دیدیم که در حال حاضر گزینه‌های زیادی برای فوتوکاتالیست‌های کنونی وجود ندارند که بتوانند به تابش نور فروسرخ نزدیک واکنش نشان دهند.
پژوهشگران برای غلبه بر این مشکل، از ویژگی‌های مناسب تشدید پلاسمون سطحی موضعی در نانوساختارهای طلا و سولفید مس استفاده کردند. ساخت این نانوبلورهای جدید از طریق یک واکنش تبادل یونی انجام شد. پژوهشگران از روش‌های تحلیلی پیچیده‌ای مانند میکروسکوپ الکترونی عبوری با وضوح بالا، طیف‌سنجی جذب پرتو ایکس و طیف‌سنجی جذب زودگذر برای بررسی ویژگی‌های نانوبلورها استفاده کردند.
این تحلیل‌ها، ساختار yolk@shell نانوبلورها را آشکار کرد که دارای ویژگی‌های نوری پلاسمونی دوگانه است. علاوه بر این، داده‌های طیف‌سنجی فوق سریع نشان دادند که نانوبلورها در معرض نورهای مرئی و فروسرخ نزدیک، حالت‌های بلندمدت جداسازی بار را از خود نشان می‌دهند که پتانسیل آنها را برای تبدیل موثر انرژی خورشیدی ثابت می‌کند.
نانوساختار yolk@shell در افزایش کارآیی فوتوکاتالیستی نانوبلورها بسیار موثر بود. چن توضیح داد: فضای محدود درون پوسته توخالی، انتشار مولکولی را بهبود بخشید و در نتیجه، تعامل بین گونه‌های فعال را افزایش داد. علاوه بر این، تحرک ذرات یک نقش مهم را در ایجاد محیط واکنش ایفا کرد زیرا آنها توانستند محلول را به طور موثر برای واکنش نشان دادن تحریک کنند.
این سیستم فوتوکاتالیستی پیشرفته، بازدهی کوانتومی قابل توجهی را نشان داد و به موفقیت ۹.۴ درصد در محدوده طیف مرئی و ۷.۳ درصد در محدوده طیف فروسرخ نزدیک برای تولید هیدروژن دست یافت. به طور منحصربه‌فرد، این سیستم نیازی به افزودن کاتالیزورهای کمکی ندارد که معمولا برای سایر فرآیندهای فوتوکاتالیستی به منظور افزایش تولید هیدروژن ضروری هستند.
این پژوهش، بستری را برای تولید سوخت خورشیدی پایدار و کارآمد ارائه می‌کند که قادر به تولید هیدروژن استثنایی است و به طیف نوری گسترده پاسخ می‌دهد. این ویژگی، کاربرد تشدید پلاسمون سطحی موضعی را در طلا و سولفید مس برای مهار انرژی طیف فروسرخ نزدیک نشان می‌دهد و زمینه را برای اکتشافات آینده به منظور تقویت ویژگی‌های تشدید پلاسمون سطحی موضعی در نیمه‌رساناهای گوناگون فراهم می‌کند.
انتهای پیام
منبع: ایسنا
کلیدواژه: نانوبلور نور خورشید انرژی تجدید پذیر فناوري نانو هوش مصنوعی مرکز تحقیقات راه مسکن و شهرسازی شرکت های دانش بنیان طیف فروسرخ نزدیک تولید هیدروژن نور خورشید
درخواست حذف خبر:
«خبربان» یک خبرخوان هوشمند و خودکار است و این خبر را به‌طور اتوماتیک از وبسایت www.isna.ir دریافت کرده‌است، لذا منبع این خبر، وبسایت «ایسنا» بوده و سایت «خبربان» مسئولیتی در قبال محتوای آن ندارد. چنانچه درخواست حذف این خبر را دارید، کد ۳۹۸۷۵۴۶۷ را به همراه موضوع به شماره ۱۰۰۰۱۵۷۰ پیامک فرمایید. لطفاً در صورتی‌که در مورد این خبر، نظر یا سئوالی دارید، با منبع خبر (اینجا) ارتباط برقرار نمایید.
با استناد به ماده ۷۴ قانون تجارت الکترونیک مصوب ۱۳۸۲/۱۰/۱۷ مجلس شورای اسلامی و با عنایت به اینکه سایت «خبربان» مصداق بستر مبادلات الکترونیکی متنی، صوتی و تصویر است، مسئولیت نقض حقوق تصریح شده مولفان در قانون فوق از قبیل تکثیر، اجرا و توزیع و یا هر گونه محتوی خلاف قوانین کشور ایران بر عهده منبع خبر و کاربران است.
خبر بعدی:
تصاویری زیبا و خیره‌کننده از «ماه صورتی» در سراسر جهان + تصاویر
تصور می‌شود نام «ماه صورتی» از قبایل بومی آمریکا سرچشمه گرفته باشد. نام‌های دیگری نیز برای این ماه در نظر گرفته می‌شود که عبارتند از ماه در حال رشد، ماه ماهی، ماه تخم‌گذاری غاز‌ها و ماه قورباغه.
دومین ماه کامل فصل بهار در سال ۲۰۲۴ در نیمکره شمالی زمین طلوع کرد و در سراسر جهان تصاویری از آن ثبت و منتشر شد که در اینجا گلچینی از بهترین و تاثیرگذارترین تصاویر ماه صورتی کامل از ایالات متحده و همچنین فرانسه، بریتانیا و هند را می‌توانید مشاهده کنید.
نام «ماه صورتی» به این معنا نیست که قمر زمین در چنین روزی رنگ صورتی به خود می‌گیرد بلکه به این دلیل است که رنگ گل‌های بهاری که در این زمان از سال شکوفا می‌شوند، صورتی است. مانند تمام ماه‌های کامل، «ماه صورتی» نیز در تمام طول شب قابل مشاهده بود و در هنگام غروب خورشید از شرق طلوع می‌کرد و هنگام طلوع خورشید در غرب غروب می‌کرد.
ماه کامل برفراز بیلبوردی از نام «ماه» (Moon) در محوطه بیرونی ورزشگاه کافمن
تصور می‌شود نام «ماه صورتی» از قبایل بومی آمریکا سرچشمه گرفته باشد. نام‌های دیگری نیز برای این ماه در نظر گرفته می‌شود که عبارتند از ماه در حال رشد، ماه ماهی، ماه تخم‌گذاری غاز‌ها و ماه قورباغه.
برای مدت کوتاه ۱۵ تا ۲۰ دقیقه‌ای، «ماه صورتی» به رنگ نارنجی به نظر می‌رسید. این پدیده به این دلیل اتفاق می‌افتد که بیننده ماه را از میان ضخیم‌ترین لایه جو زمین می‌بیند.
ماه کامل آوریل پشت ساعت بالمورال (Balmoral) در ادینبورگ
نور قرمز و نارنجی با طول موج بلندتر می‌تواند به راحتی از جو عبور کند، در حالی که نور آبی با طول موج کوتاه توسط ذرات پراکنده می‌شود. همین اصل علمی که به پراکندگی رالی معروف است، مسئول رنگ نارنجی غروب خورشید نیز هست.
ماه صورتی کامل از پشت مجسمه آزادی در شهر نیویورک در حالی که یک هواپیما از رو به روی آن عبور می‌کند
«ماه صورتی» اولین ماه کامل از زمان خورشید گرفتگی کامل در سراسر آمریکای شمالی در هشتم آوریل بوده است.
ماه گرفتگی بعدی یک ماه گرفتگی جزئی در ۱۷ سپتامبر خواهد بود. این ماه گرفتگی به بهترین وجه در آمریکای شمالی، آمریکای جنوبی، اروپا و آفریقا دیده می‌شود. در طول این رویداد، ماه کامل وارد سایه زمین می‌شود.
ماه آوریل در پشت برج ایفل پاریس
ماه کامل بعدی، «ماه گل» است که در روز پنجشنبه، ۲۳ مه (سوم خرداد) سال ۲۰۲۴ به وقوع خواهد پیوست.
ماه کامل در بنگال غربی، هند
ماه کامل بین قلعه ادینبرو و بنای یادبود اسکات
ماه کامل آوریل معروف به ماه صورتی بر فراز یک برج دیدبانی در مادرید، اسپانیا
ماه صورتی بر فراز خلیج ساراسوتا فلوریدا
ماه صورتی بر فراز سیاتل
ماه کامل پشت برج سوزن فضایی (SpaceNeedle) در سیاتل
منبع: ایسنا
پلمب بیمارستان محب مهر به دلیل کشف حجاب صحت ندارد