فیلم بیشتر »»
کد خبر ۴۴۳۶۰۶
تاریخ انتشار: ۰۸:۰۵ - ۲۲-۱۰-۱۳۹۴
کد ۴۴۳۶۰۶
انتشار: ۰۸:۰۵ - ۲۲-۱۰-۱۳۹۴

ساخت پیل خورشیدی با امکان تجزیه مولکول‌های آب

عصر ایران
محققان دانشگاه رایس موفق به ارائه روشی با کارایی بالا برای تولید الکتریسیته از انرژی خورشید شدند.در این فناوری از نانوذرات طلا برای جذب انرژی خورشیدی استفاده شده است.

پژوهشگران با استفاده از نانوذرات موفق به طراحی و ساخت ابزاری شدند که نور خورشید را برای تجزیه آب و تولید اکسیژن و هیدروژن مورد استفاده قرار می دهد. این ابزار نوعی پیل خورشیدی با کارایی بالا است.

ساخت پیل خورشیدی با امکان تجزیه مولکول‌های آب

محققان دانشگاه رایس موفق به ارائه روشی با کارایی بالا برای تولید الکتریسیته از انرژی خورشید شدند.در این فناوری از نانوذرات طلا برای جذب انرژی خورشیدی استفاده شده است.

تابش نور موجب تحریک الکترون های موجود در سطح نانوذرات طلا شده و در نتیجه الکترون های داغ تشکیل می شوند. این الکترون ها می توانند برای انجام واکنش شیمیایی مورد استفاده قرار گیرند.

بخشی از انرژی موجود در الکترون های داغ به صورت حرارت آزاد می شود. هر قدر که بتوان مانع از تولید حرارت شد، کارایی پیل خورشیدی افزایش بیشتری می یابد.

در این پروژه، نور در نانوذرات به دام می افتد و تبدیل به پلاسمون می شود. پلاسمون ها امواج الکترونی هستند که همانند یک سیال در سطح نانوذرات جریان دارند. پلاسمون ها دارای حالت های انرژی بالا بوده و عمر کوتاه دارند.

این گروه تحقیقاتی موفق به تبدیل انرژی پلاسمونیک به گرما یا نور شدند. نانوذرات پلاسمونیک یکی از ابزارهای بسیار مهم در تولید انرژی هستند.

این گروه تحقیقاتی سیستمی ارائه کردند که در آن از الکترون داغ برای جدا کردن اجزاء آب و تولید اکسیژن و هیدروژن استفاده می شود. از این دو می توان در پیل سوختی و ادوات الکتروشیمیایی استفاده کرد.

این گروه در ابتدا راهی برای جدا کردن حفره های الکترونی از الکترون ها یافتند. یکی از دلایل عمر کوتاه الکترون ها، ترکیب آن با حفره هاست. پژوهشگران با طراحی ویژه ای موجب جدا شدن الکترون از سیستم شدند. حفره ها می توانند از این سیستم عبور کنند، در حالی که الکترون ها در مسیر دیگری به حرکت در می آیند.

برای این کار پژوهشگران از یک ساختار سه لایه استفاده کردند که در لایه زیرین، لایه نازکی از آلومینیوم قرار دارد. این لایه با استفاده از اکسید نیکل شفاف پوشانده شده است. در سطح بالایی این سیستم نیز نانوذرات طلا قرار دارد که به صورت خوشه های 10 تا 30 نانومتری قرار دارند.

تابش نور به این سیستم موجب تولید الکترون داغ در سطح آلومینیوم می شود. حفره های تولید شده به راحتی از میان اکسید نیکل عبور می کنند در حالی که الکترون ها نمی توانند از آن عبور کنند. بنابراین، الکترون ها در سطح طلا باقی می مانند. نانوذرات طلا در این فرآیند برای تجزیه آب مورد استفاده قرار می گیرند.

نتایج این پروژه در قالب مقاله ای با عنوان Direct Plasmon-Driven Photoelectrocatalysis در نشریه Nano Letters منتشر شده است.

منبع: ستاد ویژه توسعه فناوری نانو

ارسال به دوستان
گواهی پایان تحصیل اینشتین در ۱۷ سالگی (عکس) بلندترین رودخانه‌های جهان در سال ۲۰۲۶ ورود پادشاه انگلیس به آمریکا؛ مأموریت چارلز برای احیای روابط رایزنی وزرای خارجه قطر و مصر درباره آتش‌بس ایران و آمریکا علی الزیدی مأمور تشکیل دولت جدید عراق شد دیدار ترامپ با تیم امنیت ملی برای بررسی پیشنهاد ایران گیسوم؛ کاندیدای جدید گیلان برای ثبت در فهرست‌های جهانی علت آلودگی لحظه‌ای هوای منجیل اعلام شد شکست شاگردان علیرضا منصوریان در لیگ عراق؛ الطلبه نتیجه را به اربیل واگذار کرد آخرین اخبار از اجرای متناسب‌ سازی و افزایش حقوق بازنشستگان تامین اجتماعی سخنگوی وزارت خارجه: غارت کشتی‌های حامل نفت ایران دزدی دریایی است ضارب ضیافت ترامپ به «تلاش برای ترور رئیس‌جمهور آمریکا» متهم شد گروسی: دوران اجماع جهانی علیه ایران به پایان رسیده است معرفی «علی الزیدی» به‌عنوان گزینه نخست‌ وزیری عراق رئیس کمیسیون اروپا : هزینه انرژی اروپا در پی درگیری‌های خاورمیانه ۳۲ میلیارد دلار افزایش یافته است