გამოგონებასაკითხავისასარგებლო

გრაფენის გამოყენებით, მზის ელემენტებიდან მიღებული ელექტრო ენერგიის გაორმაგებაა შესაძლებელი

მზის ენერგია, რომელიც დედამიწას 40 წამის განმავლობაში ეცემა საკმარისია გლობალური ენერგიის მოთხოვნებისთვის, რაც ერთი წლის მარაგს შეადგენს. მთავარი ილეთი: რა თქმა უნდა, მზის პანელის შესაბამისად აღჭურვა, რომელიც ელექტრულ ენერგიის დანაკარგებს რაც შეიძლება მინიმუმანდე დაიყვანს. ახალმა კვლევამ აჩენა რომ გრაფენის სტრუქტურულ ერთეულს ერთი ფოტონის დაცემისას ერთის ნაცვლად ორი ელექტრონის გენერირება შეუძლია. (ვინც არ იცის: ფოტონი გახლავთ სინათლის ქვანტი, რომლის ენერგია პორციების ანუ დანაყოფების სახით განიხილება და არა უწყვეტად. მზის პანელი გამოიმუშავებს ენერგიას, რომელიც დამოკიდებული კი არაა რამდენი ფოტონი ეცემა, არამედ თვითონ ფოტონის ენერგიაზე. ამ მოვლენას ფოტოელექტრული ეფექტი ჰქვია. თავად ქვანტიც ლათინურად პორციას ნიშნავს.) ამით შესაძლოა ელექტრულ ენერგიის გაორმაგება, რასაც ფოტო ვოლტარული მოწყობილობები (მაგ: მზის ელემენტი) გამოიმუშავებს. შრომის ავტორი, მარკო გრიონი, შვეიცარიაში ლოსანის ტექნოლოგიური ინსტიტუტის (École Polytechnique Fédérale de Lausanne) წევრია, რომელიც აქტიურად სტატიებს წერს სამეცნიერო ჟურნალ Nano Letter-ში. მკითხველებს გრაფენის შესახებ წარმოდგენა რომ შეგექმნათ ნახეთ ქვემოთ მოცემულ ვიდეო:


გრაფენი გახლავთ მონო ფენის ნახშირბადის ატომები, რომლებიც ფუტკრის ფიჭის ფორმის სტრუქტურას შეადგენენ. იგი სპილენძზე უკეთესი გამტარია, საგრძნობლად მსუბუქია, ფოლადზე მტკიცეა და დრეკადი. იმისთვის, რომ ფოტო ვოლტარული ხელსაწყოებში დაინერგოს მკვლევარებს გრაფენის სათანადო მექანიზმების შესწავლა სჭირდებათ თუ როგორ გადაჰყავს სინათლის ენერგია ელექტრულში. ამ პროცესს მიაქვს ფემტო წამები (ათი ხარისხად მინუს თხუთმეტი წამი), რომელიც ზედმეტად სწრაფია, რისი შესწავლაც იოლი არაა.

იმისთვის რომ შევისწავლოთ ელექტრულ ენერგიად როგორ გარდაიქმნება, გრაფენის შესწავლა უნდა დაექვემდებაროს პროცესს სახელწოდებით: “ულტრა სწრაფი დროითი და კუთხური გადაწყვეტის ფოტოემისიური სპექტროსკოპია”. ნიმუშს ძალიან მაღალ ვაკუუმის კამერაში ათავსებენ და ძალიან მაღალ იმპულის ლაზერით ასხივებენ, რომელიც წარმოქმნის საკმარის ელექტრონებს რომ დენი აღძრას. მეორე ლაზერი სინათლის იმპულსებს ასხივებს. ზომავენ თითოეულ ელექტრონის ენერგიას თითოეულ იმპულსისთვის. მიღებულ სურათებს (ენერგიის მნიშვნელობებს) ერთმანეთზე აწყობენ, გამოდის როგორც გადაშლილი წიგნი, რომელშიც წერია ამ მოკლე დროის ერთეულში რა ხდება.

მკვლევარებმა მეთოდი გრაფენის დაფენის საშუალებით გაამარტივეს. მათ გააუმჯობესეს ფოტო ვოტარული ენერგოგამომუშავება ქიმიურად გამომუშავებული ელექტრონების რიცხვის შეცვლით. როდესაც ფოტონი მიდის, ეჯახება და ძირითადი დონეებიდან ელექტრონს აგდებს, ამ ერთ ელექტრონს შეიძლია ორის ამოგდება, დენის გამომუშავება.
“ეს მიანიშნებს იმას, რომ ფოტო ვოტარული ხელსაწყოები მნიშვნელოვნად ზრდიან ეფექტრობას სინათლის ენერგიის ელექტრულ ენერგიად გარდაქმნის დროს”- წერს მარკო გრიონი.
დაფენილი გრაფენი, როგორც ჩანს კარგი მასალაა, იმისთვის რომ ელექტრონები უფრო ადვილად გენერირდეს და ზედმეტ ენერგია სხვა ელექტრონების ამოყრისთვის დაიხარჯოს, როდესაც ჩვეულებრივ უვარგის სითბოში იკარგება. ნაკლი რაც გააჩნია, არ ცუდი სინათლის გამტარია რაც ფოტო ვოლტარულ მოწყობილობისთვის არ ვარგა. გრაფენი კომბინირებული უნდა იყოს ულტრა თხელ მასალებთან როგორებიცაა: ვოლფრამის სელენიდი ან მოლიბდენის დისულფიდი, რომლებიც განხილულია წინა კვლევებში. ეს იქნება წინ გადადგმული ნაბიჯი მზის ენერგიის ჩვეული 32% მოხმარებიდან 60% მოხმარებისკენ რაც მზის ენერგიის ალტერნატიულ წყაროს რევოლუციურს გახდის. მკვლევარები წინ მიდიან, რათა შეისწავლონ ფოტო ვოლტარული მახასიათებლები და ამისთვის ჩაატარონ იგივე გაზომვები მოლიბდენის დისულფიდზე.

loading...

davitiu

ვარ ფიზიკოსი

მსგავსი ამბები

Close
Close