پژوهشگران با الهام از گیاهان الکترود تازه‌ای نوآوری کرده‌اند که می‌تواند ظرفیت کنونی ذخیره سازی انرژی خورشیدی را تا اندازه‌ی شگفت آور ۳۰ برابر! افزایش دهد.
این الکترودهای گرافنی می‌تواند ذخیره‌سازی انرژی خورشیدی را تا ۳۰ برابر بیشتر کند
این فنآوری انعطاف پذیر است و می‌تواند به همین شکل به سلولهای خورشیدی وصل شود – یعنی سرانجام می‌توانیم گوشی‌های هوشمند و لپ تاپ‌هایی که برق خود را از خورشید گرفته و هیچگاه خاموش نشوند را شدنی ببینیم.
چالش بنیادی بر سر راه بهره‌گیری همیشگی از انرژی خورشیدی به عنوان یک منبع برق، پیدا کردن راه کارآمدی است تا بتوانیم به مقدار بسنده برای مصرف ها بعدی در زمانی که به خورشید دسترسی نداریم انرژی ذخیره کنیم.
به این خاطر، مهندسان به ابرخازنها – گونه‌ای از فنآوری که می‌تواند به سرعت شارژ شود و به صورت انفجاری انرژی آزاد کند - روی آورده‌اند. ولی تا کنون، ظرفیت ذخیره سازی ابرخازنها به اندازه‌ای نرسیده است که بتوانند به بادوامی باتری‌های خورشیدی شوند.
بنابراین گروهی از دانشگاه RMIT در ملبورن، استرالیا به بررسی موجودات زنده روی آوردند تا دریابند که آنها چگونه مقدار زیادی از انرژی را در یک فضای کوچک جا می‌دهند.
خیلی زود توجه دانشمندان به گیاهی به نام (Polystichum munitum) (سرخس برگ شمشیری آمریکایی) که در شمال آمریکا می‌روید جلب شد.
به گفته Min Gu، یکی از افراد گروه و مهندس نانو: "برگ‌های "سرخس برگ شمشیری غربی" سرشار از رگه‌های به هم پیوسته است که در کارآمدی این برگها برای ذخیره سازی انرژی و جابجایی آب در گیاه نقش دارد"
او می‌گوید "الکترود ما بر پایه‌ی این شکل‌های "بخش بخش" است – که می‌توانند همانند خود را بسازند، درست مانند یک دانه برف - و ما از این طرح طبیعی کارآمد در بهبود ذخیره سازی انرژی خورشیدی در سطح نانو الگو گرفتیم"
در تصویر زیر، سطح یک برگ سرخس که ۴۰۰ بار بزرگنمایی شده است را می‌بینید، در این تصویر آشکارا می‌توانید الگوی خود همانندسازی‌ای که پژوهشگران در طراحی خود به کار برده‌اند را ببینید:
برای ساخت الکترودی که بسیار رسانا باشد، دانشمندان به گرافن روی آوردند و با لیزر بر روی آن تغییراتی دادند.
گرافن نانو ماده‌ی کربنی همه کاره با کلفتی‌ای به اندازه‌ی یک اتم است که می‌تواند برق را با سرعت چشمگیری هدایت کند.
با بهره‌گیری از طراحی "خود همانند سازی" در الکترود گرافنی و آمیختن آن با ابرخازنهای موجود، Gu و گروهش به ظرفیت ذخیره سازی انرژی ۳۰ برابر بیشتر، دست یافتند.
یعنی اگر الکترود تازه‌ی ایشان با موفقیت به بهره‌برداری برسد، می‌توانیم با وصل کردن ابر رساناها به سلولهای خورشیدی، ظرفیت ذخیره سازی را تا ۳۰ برابر آنچه تا کنون در دسترس بوده است بالا ببریم.
به گفته‌ی Min Gu: "ابرخازنهای با ظرفیت افزوده، هم عمر بالا و هم توانایی آزادسازی سریع انرژی را به همراه خواهند داشت.
به باورGu، این ویژگی‌ها، ابرخازنهای تازه‌ی نوآورانه را گزینه‌ی مناسبی برای ذخیره سازی انرژی خورشیدی خواهد کرد، چون حتی در روز ابری نیز می‌توانید به شکلی کارا و میزان مناسبی برق در اختیار داشته باشید.
باید گفت که این نمونه‌های نخستین از الکترودهایی که ساخته شده‌اند تنها اثباتی برای شدنی بودن رویکرد برپایه‌ی خود همانندسازی است ولی تا همین جا هم پژوهشگران را در مورد برنامه‌های گسترده‌ی فنآوری تازه شان جسورتر کرده است.
سرپرست پژوهش Litty Thekkekara، دانشجوی دکترا در دانشگاه RMIT می‌گوید: "شگفت‌انگیزترین کاربرد این الکترودها این است که سیستمهای "تولید و ذخیره انرژی خورشیدی بر روی تراشه" را شدنی می‌کنند.
هم می‌توان این الکترودها را در سلولهای خورشیدی کنونی بکار گرفت و هم در نسل بعدی سلولهای خورشیدی نازکی که به شکل فیلم هستند و بر روی همه چیز قرار خواهند گرفت، کاربرد خواهند داشت.
این فناوری را تقریبا در همه جا می‌توان بکار گرفت، از پنجره‌های ساختمان تا پانل‌های ماشین، تلفن‌های هوشمند تا ساعت‌های هوشمند ".
دیگر به باتری برای شارژ تلفن هایمان و یا ایستگاه های شارژ برای خودروهای هیبریدی نیاز نخواهیم داشت.
شاید این ها را نیز بپسندید:
گوشی‌هایی که در چند ثانیه شارژ می‌شود
باتری نوینی که با الگو از روده انسان ساخته شده است
توربین‌های بادی ژاپنی که از توفان برق می‌گیرند
باتری‌هایی که ۵۷۳۰ سال کار می‌کند
انرژی الکتریکی با کاشی‌های پشت بامی تسلا
مرز پیشرفت فناوری تا کجاست؟
لینک منبع خبر:
This New Graphene-Based Electrode Could Boost Solar Storage by 3,000%