به گزارش سرویس فناوری خبرگزاری دانشجویان ایران (ایسنا)، در حال حاضر تمام راهبردهای مورد استفاده در جذب و ذخیره سازی انرژی خورشیدی از فناوری‌های مستقل بهره‌مند هستند. برای مثال دریافت انرژی خورشیدی و تبدیل آن به الکتریسیته از یک فناوری و ذخیره‌سازی از آن از یک فناوری دیگر نظیر باتری/ابرخازن یا پیل‌های سوختی بهره‌مند است.

مبدل فتوالکتروشیمیایی می‌تواند با دریافت نور خورشید از آن برای شکستن مولکول آب به اکسیژن و هیدروژن استفاده کند. یکی از چالش‌های موجود در این فناوری، انتخاب ماده‌ی نیمه‌هادی مناسب است که هم از نظر فتوالکتروشیمیایی پایدار باشد و هم باندگپ مناسبی داشته باشد. از سوی دیگر، هدر رفتن انرژی اکسیدی در تولید اکسیژن از آب و از دست دادن انرژی الکتریکی زمانی که الکترون از منبع ذخیره آزاد می‌شود، دو فاکتور مهم است که موجب محدود شدن کارایی این ابزار می‌شود.

پژوهشگران دانشگاه فودان موفق به ساخت مبدل فتوالکتروشیمیایی شدند که تمام فرآیندهای تولید و ذخیره‌سازی انرژی و همچنین حسگری شیمیایی را یکجا انجام می‌دهد.

ژانگ می‌گوید: «ما در این پژوهش موفق شدیم انرژی خورشیدی را به طور مستقیم به دو گونه‌ی مختلف، یعنی گاز هیدروژن در فتوکاتد و انرژی الکتریکی در فتوآند، ذخیره‌سازی کنیم. نتایج نشان می‌دهد که این ابزار جدید یک شبه خازن با ظرفیت 455 F/g است. از سوی دیگر نانومواد NiO که روی سطح فتوآند رشد داده شده، می‌تواند به عنوان حسگر گلوکز عمل کرده و همچنین انرژی الکتروشیمیایی را در خود ذخیره‌سازی کند. به بیان دیگر، این دستگاه هم قادر به جذب انرژی خورشیدی و ذخیره‌سازی آن است و هم می‌تواند با استفاده از انرژی ذخیره‌شده گلوکز را شناسایی کند.»

وی همچنین می‌افزاید: «پیش از این دو پیشرفت قابل توجه در این حوزه انجام شده بود؛ اولی تولید نانوکامپوزیت TiO2/Ni(OH)2 که قادر به تولید هیدروژن و ذخیره انرژی بود که در آن انرژی به صورت تولید شیمیایی Ni2+ و Ni3+ ذخیره‌سازی می‌شود. دومین پیشرفت، ارائه‌ی راهبرد فتوسنتز مصنوعی جدیدی است که طیف وسیعی از نور را مورد استفاده قرار می‌دهد.»

این گروه تحقیقاتی با ادغام این دو نوآوری موفق به ساخت این مبدل جدید شدند. این اولین باری است که یک مبدل فتوالکتروشیمیایی با ابزار شبه خازن، بدون این که نیاز به یک ولتاژ بایاس خارجی باشد، ادغام می‌شود. این نخستین بار در جهان است که حسگری الکتروشیمیایی بدون نیاز به تقویت سیگنال فعال تولید می‌شود که انرژی خود را از خورشید دریافت می‌کند.

انتهای پیام