انتقال انرژی خورشید با اتلاف صفر درصد با فناوری ابداعی

دانشمندان آلمان مدعی‌اند نوعی سیستم انتقال فوق‌کارآمد انرژی نور را ساخته‌اند که دارای اتلاف انرژی صفر بوده و نویدی برای جبران نارسایی‌های موجود در فرآیند تبدیل نور خورشید به انرژی‌های دیگر است.



به گزارش سرویس فناوری ایسنا، استفاده از نور خورشید به عنوان منبع انرژی در شیوه‌های مختلف انجام می‌شود که از میان این روش‌ها می‌توان به تبدیل آن به الکتریسیته از طریق پنل‌های فتوولتائیک، گرمای متراکم‌شده برای به حرکت‌درآوردن توربین‌های بخار و حتی تولید هیدروژن از طریق فتوسنتز مصنوعی اشاره کرد.

با این حال، بخش اعظمی از این انرژی نور در پنل‌های فتوولتائیک و سیستم‌های فتوسنتز به دلیل ناکارآمدی‌های ترمودینامیک در شکل گرما از دست می‌رود.

سیستم انتقال جدید آلمانی‌ها از نانوفیبرهای ویژه‌ای در هسته خود استفاده می‌کند و نخستین سامانه‌ای از این دست است که به طور کارآمد، انرژی نور را در دمای اتاق و در مسافت چندین میکرومتر به کار می‌گیرد.

به گفته محققان، انتقال انرژی از بلوکی به بلوک دیگر در نانوفیبرها و در سطح کوانتومی به همراه اثرات همدوسی صورت می‌گیرد که انرژی را در طول فیبرهای منفرد هدایت می‌کند.

همدوسی کوانتومی پدیده‌ای است که در آن، امواج زیراتمی با استفاده از میدان‌های الکترومغناطیسی مشترک کاملا به یکدیگر مرتبط هستند. زمانی که این امواج همدوس کوانتومی با یکدیگر حرکت می‌کنند، شروع به عملکرد به عنوان موج همزمان بسیار بزرگی می‌کنند که در یک محیط حرکت می‌کند.

در ابزار دانشگاه بایرویت، امواج همدوس در عرض بلوک‌های سازنده مولکولی که نانوفیبرها از آن‌ها ساخته‌ شده‌اند و درست مانند حرکت آزادانه یک موج انرژی مداوم حرکت می‌کنند.

در واقع همین اثر است که با کمک آن، دانشمندان توانایی‌های اتلاف فوق‌پایین انرژی ابزار جدید خود را گزارش کرده‌اند؛ آن‌ها این مشاهدات را با تکنیک‌های میکروسکوپی برای تجسم‌بخشیدن به انتقال انرژی در طول نانوفیبرها تایید کرده‌اند.

نانوفیبرها خود رشته‌های ویژه‌ای هستند که از ترکیب شیمیایی triarylamine (نوعی ماده آلی) با سه کروموفور نفتالیمید bithiophene ساخته می‌شوند. این مولکول‌ها، طول موج‌های خاص نور را جذب و منعکس می‌کنند.

زمانی که این عناصر تحت شرایط خاصی قرار می‌گیرند، به طور آنی به نانوفیبرهای به طول چهار میکرومتر و قطر 0.005 میکرومتر خودمونتاژ می‌شوند. این نانوفیبرها از بیش از 10 هزار بلوک سازنده شیمیایی همسان تشکیل شده‌اند.

جزئیات این دستاورد علمی در مجله Nature ارائه شد.

منبع :