تقنية تعزّز كفاءة الألواح الشمسية.. كهرباء أكثر نظافة
تاريخ النشر: 21st, October 2024 GMT
مقالات مشابهة 
بورصة الدواجن اليوم أسعار الفراخ البيضاء والبيض الاثنين 21 أكتوبر 2024 بالأسواق
ساعة واحدة مضت
ساعتين مضت
4 ساعات مضت
5 ساعات مضت
. وخبيران يتوقعان انتعاشة كبيرة
6 ساعات مضت
6 ساعات مضت
تقف الألواح الشمسية على أعتاب مرحلة جديدة في أعقاب الكشف عن تقنية غير تقليدية يُتوقع أن تُسهم في تعزيز كفاءتها في إنتاج الطاقة الكهربائية.
وتعتمد التقنية الجديدة التي استحدثها نُخبة من الباحثين الأستراليين على آلية معينة لزيادة عدد الجزيئات التي تلتصق بسطح بلورات النانو شبه الموصلة الصغيرة، ويزعم الباحثون أن هذا الاكتشاف سيعزّز من كفاءة الخلايا الشمسية وأدائها.
ويظهر التأثير الذي تحدثه بلورات كبريتيد الزنك النانوية في قدرة الجزيئات على الالتصاق بسطحها؛ ما يتيح تعديل الوظائف الكيميائية لها، وما لذلك من انعكاسات إيجابية في التطبيقات المختلفة المتضمِنة لهذا العنصر، ومن بينها الألواح الشمسية.
وفتح استعمال تقنية النانو في الخلايا الشمسية آفاقًا جديدة وإمكانات محسّنة لتعظيم الاستفادة من الطاقة الشمسية؛ ما يجعل هذا المصدر النظيف للطاقة ذا جدوى أكثر من أي وقت مضى، وخيارًا جاذبًا لسد احتياجات الكهرباء المتنامية، وفق معلومات اطّلعت عليها منصة الطاقة المتخصصة (مقرّها واشنطن).
ومن المتوقع أن تلامس سعة تركيبات الألواح الشمسية عالميًا 593 غيغاواط خلال العام الجاري (2024)، صعودًا بنسبة 29% عن نظيرتها في العام الماضي (2023)؛ ما يحافظ على النمو القوي حتى بعد زيادة متوقعة بنسبة 87% في عام 2023.
البلورات النانويةتوصل الباحثون في جامعة كيرتن بولاية أستراليا الغربية إلى نتيجة مفادها بأن تعديل شكل بلورات النانو شبه الموصلة الغروية يتيح لهم التحكم في الكيفية التي تتفاعل بها تلك البلورات النانوية مع بيئتها؛ ما يعزّز كفاءتها في مختلف التطبيقات، ومن بينها الألواح الشمسية، بحسب ما أورده موقع مجلة بي في ماغازين (pv magazine).
والبلورات النانوية الغروية هي جزيئات غير عضوية مزروعة صناعيًا ومثبتة بمواد فاعلة بالسطح، وبمقدور تلك الجزيئات التي يقل حجمها عن 10 نانومترات أن تحول خصائصها البصرية والإلكترونية.
وقاد الدراسة الأستاذ المشارك في كلية العلوم الجزيئية وعلوم الحياة بجامعة كيرتن، غوهوا جيا الذي استكشف كيفية تأثير شكل بلورات كبريتيد الزنك (ZnS) النانوية في قدرة الجزيئات، المعروفة باسم الربيطة (ligands)، على الالتصاق بسطحها.
ويشير مصطلح الرُّبيطة في الكيمياء الحيوية إلى مادة (عبارة عن جزيء صغير) تشكّل مُعقَّدات مع جزيئات حيوية لخدمة غرض بيولوجي.
وقال جيا إن الربيطات تؤدي دورًا مهمًا في التحكم في سلوكيات البلورات النانوية لكبريتيد الزنك وأدائها في الأجهزة الإلكترونية البصرية، وهي الأجهزة التي إما تُنتِج الضوء وإما تستعمله لتأدية وظائفها، بما في ذلك الألواح الشمسية.
وأوضح قائلًا: “عبر تعديل شكل تلك الجزئيات، فإننا استطعنا أن نتحكم في الكيفية التي تتفاعل من خلالها مع البيئة المحيطة، وجعلها أكثر كفاءة في شتى التطبيقات”، وفق تصريحات رصدتها منصة الطاقة المتخصصة.
ووجد الباحثون أن الجزيئات المسطحة التي تُطلَق عليها الألواح النانوية تتيح لعدد أكبر من الربيطات الالتصاق بإحكام، مقارنةً بأشكال أخرى مثل النقاط النانوية والقضبان النانوية التي ربما تكون لها ترتيبات متدرجة.
أشار الأستاذ المشارك في كلية العلوم الجزيئية وعلوم الحياة بجامعة كيرتن، غوهوا جيا، إلى أن الاكتشاف المذكور يتيح آليةً مهمةً لتعديل الوظائف الكيميائية لبلورات كبريتيد الزنك النانوية، ومن الممكن أن يُسهم في تعزيز أداء الأجهزة البصرية الإلكترونية.
وتابع: “القدرة على التحكم في الأشكال الجزيئية من الممكن أن يشعل ثورةً في كفاءة المنتَج وأدائه”، مردفًا: “القدرة على التعامل مع الضوء والكهرباء بكفاءة هو كلمة السر في تطوير أنظمة إلكترونية أسرع وأكثر كفاءةً وإحكامًا”.
وأتم قائلًا: “يشتمل هذا على مصابيح ليد (LED)، القادرة على تحويل الكهرباء إلى ضوء، بالإضافة إلى الألواح الشمسية التي تحوّل الضوء إلى طاقة كهربائية؛ ما يتيح تشغيل الأجهزة باستعمال ضوء الشمس”.
وهناك أجهزة أخرى من الممكن تطويرها بوساطة هذا الاكتشاف، مثل أجهزة الاستشعار الضوئية التي تستشعر الضوء وتحوّله إلى إشارة كهربائية، مثل تلك المثبتة في الكاميرات وأجهزة الاستشعار، وفق معلومات اطّلعت عليها منصة الطاقة المتخصصة.
كما يمكن استعمال تلك التقنية في الثنائيات الليزرية المُستعمَلة في الاتصال عبر الألياف البصرية التي تحوّل الإشارات الكهربائية إلى ضوء لنقل البيانات.
موضوعات متعلقة..
اقرأ أيضًا..
إشترك في النشرة البريدية ليصلك أهم أخبار الطاقة.Source link ذات صلة
المصدر: الميدان اليمني
كلمات دلالية: الألواح الشمسیة ساعات مضت
إقرأ أيضاً:
تقنية ثورية تقود إلى أول ولادة بشرية حية باستخدام الخلايا الجذعية
بيرو – طور علماء تقنية جديدة تسمى “فيرتيلو” (Fertilo)، تعتمد على الخلايا الجذعية لمساعدة الأجنة على النضوج خارج جسم الأم، ما أدى إلى أول ولادة بشرية حية في العالم باستخدام هذه التقنية.
وأعلنت شركة شركة Gameto عن ولادة أول طفل تم الحمل به باستخدام تقنية “فيرتيلو” الجديدة في السابع من ديسمبر في فيرتيلو، في بيرو.
وتشير الشركة إلى أن تقنية “فيرتيلو” هي بديل أسرع وأكثر أمانا ويسهل الوصول إليها من التلقيح الصناعي التقليدي.
ومنذ ولادة أول “طفل أنابيب” في العالم في عام 1978، أصبح التلقيح الصناعي (IVF) علاجا شائعا للأزواج الذين يعانون من مشكلات العقم.
وعلى الرغم من نجاح هذه التقنية، إلا أنها تواجه العديد من التحديات، من بينها التكلفة المرتفعة، والمدة الطويلة التي تستغرقها، والأعراض الجانبية المحتملة مثل متلازمة فرط تحفيز المبيض التي تسبب تورما مؤلما في المبايض.
وعادة، يتضمن التلقيح الصناعي جمع البويضات الناضجة من مبايض المرأة وتخصيبها في المختبر ثم نقل الأجنة المخصبة إلى الرحم.
وتتطلب العملية حقنا هرمونية لتحفيز إنتاج البويضات، والتي يمكن أن تصل إلى 90 حقنة لكل دورة علاج.
وفي حين أن معدل نجاح التلقيح الاصطناعي مرتفع نسبيا، إلا أنه ليس خاليا من العيوب، بما في ذلك الإجهاد البدني الناتج عن الحقن الهرموني المتكرر والتكلفة العاطفية للعملية.
ولذلك، تبدو تقنية “فيرتيلو” بديلا أكثر أمانا وكفاءة.
وتستخدم عملية “فيرتيلو” نهجا مبتكرا لتحسين عملية التلقيح الاصطناعي. وبدلا من الاعتماد على حقن الهرمونات لتنضج البويضات، تأخذ “فيرتيلو” خلايا دعم المبيض (ovarian support cells) المشتقة من الخلايا الجذعية متعددة القدرات (iPSCs) وتستخدمها لمساعدة البويضات غير الناضجة على النضوج في المختبر.
وتحاكي هذه الطريقة عملية نضوج البويضات الطبيعية، ما يجعل الإجراء أسرع وأقل تدخلا.
وأظهرت دراسة أجريت عام 2023 أن “فيرتيلو” يحسن بشكل كبير نضوج البويضات وتكوين الأجنة.
وتدعي شركة Gameto، وهي شركة تكنولوجيا حيوية تعمل على تطوير حلول علاجية جديدة لصحة المرأة، ومقرها نيويورك، أن إجراء “فيرتيلو” يلغي 80% من حقن الهرمونات المطلوبة في التلقيح الاصطناعي التقليدي ويقصر دورة العلاج إلى ثلاثة أيام فقط.
وأوضح الدكتور لويس غوزمان، الباحث الرئيسي في مختبرات برانور في بيرو، والمسؤول عن إجراء “فيرتيلو” الذي نتج عنه أول ولادة حية: “إن القدرة على إنضاج البويضات خارج الجسم بأقل تدخل هرموني تقلل بشكل كبير من المخاطر مثل متلازمة فرط تحفيز المبيض، وتخفف من الآثار الجانبية الناجمة عن جرعات عالية من الهرمونات”.
وأُجريت أول ولادة بشرية حية باستخدام طريقة “فيرتيلو” في ليما، بيرو، في عيادة سانتا إيزابيل. وقد أعربت والدة الطفل عن امتنانها بنهج “فيرتيلو”. وقالت: “كانت طريقة فيرتيلو الخيار المفضل مقارنة بالطرق التقليدية”.
وأعلنت شركة Gameto مؤخرا عن شراكة مع IVF Australia. وقد تمت الموافقة على تقنية “فيرتيلو” الآن في العديد من البلدان، بما في ذلك أستراليا واليابان والأرجنتين وباراغواي والمكسيك وبيرو. كما تستعد الشركة لتجارب المرحلة الثالثة في الولايات المتحدة، والتي قد تجعل التكنولوجيا متاحة لعدد أكبر من السكان.
المصدر: Interesting Engineering
تحذير أصفر لـ13 مدينة وبرتقالي لـ4 مدن من سقوط أمطار وعواصف رعدية