سلول‌های فتوولتائیک نانوساختار، سوخت پاک تولید می‌کنند

به گزارش ایسنا، برای نزدیک به چهار دهه، سلول‌های خورشیدی مبتنی بر سیلیکون سنگ‌بنای انرژی‌های تجدید پذیر بوده است. با این حال، این نوع از سلول‌های خورشیدی با اشکالات قابل توجهی همراه هستند که کارایی و مقرون به صرفه بودن آن‌ها را محدود می‌کند. نصب آن‌ها پیچیده و پرهزینه است و به زیرساخت‌های قابل توجهی نیاز دارد. در نتیجه، این چالش‌ها محققان را به توسعه سرامیک‌های فتوولتائیک سوق داده است، ماده‌ای پیشگامانه که آماده است انقلابی در صنعت انرژی خورشیدی ایجاد کند.

سرامیک‌های فتوولتائیک توسعه یافته در ETH زوریخ از نانوساختارها برای تبدیل نور خورشید به الکتریسیته استفاده می‌کنند. این ماده شامل اکسید آلومینیوم و نانوذرات پروسکایت است که خواص نوری منحصربه‌فردی و قابلیت‌های استثنایی جذب نور را از خود نشان می‌دهد. این نانوذرات انرژی فوتون را از نور خورشید جذب می‌کنند و الکترون‌هایی تولید می‌کنند که از طریق شبکه اکسید آلومینیوم جریان می‌یابند و جریان الکتریکی ایجاد می‌کنند.

یکی از مزایای برجسته سرامیک‌های فتوولتائیک، پایداری ساختاری استثنایی آن‌ها است. برخلاف سلول‌های پروسکایت که مستعد مسائلی مانند حساسیت به نوسانات دما، رطوبت و تنش‌های مکانیکی هستند، سرامیک‌ها به طور موثر بر این چالش‌ها غلبه می‌کنند. نتیجه نهایی، یک ماده مناسب برای تولید سلول‌های خورشیدی بوده که بسیار کارآمد و بادوام است که نوید نسل بعدی فناوری انرژی‌های تجدیدپذیر را می‌دهد.

فراتر از تولید برق، سرامیک‌های فتوولتائیک پتانسیل تولید سوخت‌های خورشیدی مصنوعی را نیز دارند. مهندسان سوئیسی در ETH زوریخ راکتورهای خورشیدی ساخته‌اند که قادر به تولید سوخت از نور خورشید و هوا هستند. این راکتورها در دمای حداکثر ۲۷۳۲ درجه فارنهایت (۱۵۰۰ درجه سانتی‌گراد) کار می‌کنند و از یک چرخه ترموشیمیایی برای تقسیم آب و CO۲ به سینگاز (Syngas) استفاده می‌کنند. سینگاز ترکیبی از گازهایی است که می‌توانند به سوخت‌های مایع مانند نفت سفید سنتز شوند. این پیشرفت نشان‌دهنده یک گام مهم رو به جلو در نوآوری انرژی‌های تجدیدپذیر است.

این سوخت‌ها تنها مقدار دی‌اکسید کربنی را که در طول تولیدشان استفاده شده را آزاد می‌کنند. این ویژگی، آن‌ها را به یک راه حل بسیار سازگار با محیط زیست تبدیل می‌کند، به ویژه برای صنایعی مانند هوانوردی، جایی که می‌توانند به طور قابل توجهی انتشار گازهای گلخانه‌ای را کاهش دهند.

ظهور سرامیک‌های فتوولتائیک نشان‌دهنده تحولی دگرگون‌کننده در انرژی‌های تجدیدپذیر است. با راندمان، دوام و انعطاف‌پذیری مواد، پتانسیل جایگزینی پنل‌های خورشیدی مبتنی بر سیلیکون را دارند که در حال حاضر بر بازار تسلط دارند.

انتهای پیام