مجلة رؤى
مجلة رؤى
ثقف نفسك وتعلم ما يفيدك: أفكار منزلية وتعليمية وحيل علمية وتقنية وفوائد صحية
  • الرئيسية
  • فهرس المجلة
  • الخصوصية
  • من نحن
☲

☖ » علوم

الكافيين يحسن طاقة الخلايا الشمسية !

الكافيين يحسن طاقة الخلايا الشمسية !
Credit: Marc Roseboro/CNSI

خلال جلسة قهوة الصباح وبينما كان علماء بجامعة كاليفورنيا يناقشون خلايا البيروفسكايت الشمسية أطلق أحدهم مزحة قائلاً ‘إذا كنا بحاجة إلى القهوة لتعزيز طاقتنا ، فماذا عن خلايا البيروفسكايت هل تحتاج إلى القهوة لأداء أفضل ؟ أثار هذا التعليق نقاشاً بين الحاضرين حيث أنهم يعلمون بالفعل أن مركب الكافيين الموجود في القهوة يمكنه التفاعل مع سلائف البيروفسكايت .

البيروفسكايت هي مركبات تشكل طبقة حصاد الضوء في بعض أنواع الخلايا الشمسية و تعد البديل الواعد للخلايا الشمسية التقليدية . تتمتع خلايا بيروفسكايت الشمسية بالفعل بميزة كونها أرخص وأكثر مرونة من نظيراتها السيليكونية. كما أنها أسهل في التصنيع لكن يعيبها عدم القدرة على تحمل الحرارة المستمرة لضوء الشمس

وقال وانغ ، المؤلف المشارك الأول للدراسة: ‘تبلغ درجة غليان الكافيين 300 درجة مئوية ، وهي أعلى من درجة حرارة التشغيل للخلايا الشمسية ، لذلك يبدو أنه مرشح محتمل’.

أدرك الفريق أنهم ربما يكونوا قد وضعوا أيديهم على فكرة مميزة، وضع الفريق قهوتهم جانباً وبدأوا في إجراء مزيد من التحقيق.

بدء التجارب

لاختبار ما إذا كان الكافيين سيحسن الاستقرار الحراري للجهاز ، قام الفريق بعمل فيلم بيروفسكايت مخصص عن طريق مزج ثنائي ميثيل فورماميد ، ويوديد الميثيل الأمونيوم ويوديد الرصاص لإنشاء محلول سائل ، وإضافة الكافيين ، ثم صب المحلول على زجاج أكسيد القصدير طبقة من البيروفسكيت.

شملت المحاولات السابقة لتحسين الاستقرار الحراري لهذه الخلايا الشمسية تعزيز طبقة البيروفسكايت عن طريق إدخال مركبات مثل ثنائي ميثيل سلفوكسيد ، لكن الباحثين كافحوا لتعزيز كفاءة الخلايا واستقرارها على المدى الطويل لكن لم يكن أحد قد جرب الكافيين.

قاموا بدمج الفيلم الجديد في خلية شمسية واختبروا قدرتها على تحمل درجات الحرارة المرتفعة عن طريق وضعها على صفيحة تسخينها إلى 85 درجة مئوية (حوالي 185 درجة فهرنهايت). عند قياس إنتاج الطاقة كل أربعة أيام لمدة شهرين ، وجد الباحثون أن الجهاز يحتفظ بثباته الحراري لأكثر من 1300 ساعة ، أو حوالي 55 يومًا ، مع الحفاظ على 86% من الطاقة التي يستهلكها – وهو إجراء يسمى كفاءة تحويل الطاقة.

للمقارنة ، اختبر الفريق أيضًا خلية بيروفسكايت شمسية مصنوعة بدون مادة الكافيين ؛ احتفظت فقط بـ 60 % من كفاءة تحويل الطاقة بعد 175 ساعة ، أو حوالي سبعة أيام.

خلايا أكثر كفاءة

اكتشف العلماء أن الكافيين ساهم في جعل خلايا البيروفسكايت أكثر كفاءة في تحويل الضوء إلى كهرباء. قد تمكن أبحاثهم تكنولوجيا الطاقة المتجددة الفعالة من حيث التكلفة من المنافسة في السوق مع خلايا السيليكون الشمسية.

عند إجراء المزيد من اختبارات التحليل الطيفي بالأشعة تحت الحمراء ، لاحظوا أن مجموعات الكربونيل (ذرة كربون مزدوجة مرتبطة بالأكسجين) في الكافيين تتفاعل مع أيونات الرصاص في الطبقة لإنشاء ‘قفل جزيئي’. زاد هذا التفاعل من الحد الأدنى من الطاقة اللازمة لفيلم البيروفسكايت للتفاعل ، مما زاد من كفاءة الخلايا الشمسية من 17 في المئة إلى أكثر من 20 في المئة. استمر القفل الجزيئي في حدوثه عند تسخين المادة ، مما قد يساعد في منع الحرارة من تكسير الطبقة.

‘لقد فوجئنا بالنتائج’ ، يقول وانغ ‘خلال محاولتنا الأولى لدمج الكافيين ، وصلت خلايا البيروفسكايت الشمسية لدينا بالفعل إلى أعلى مستويات الكفاءة التي توقعناها نظرياً.’

لكن بينما يبدو أن الكافيين يحسن أداء الخلايا التي تستخدم البيروفسكايت بشكل كبير لامتصاص أشعة الشمس ، لا يعتقد الباحثون أنه سيكون مفيدًا لأنواع أخرى من الخلايا الشمسية. يسمح التركيب الجزيئي الفريد للكافيين فقط بالتفاعل مع سلائف البيروفسكايت ، والتي قد تعطي هذا التنوع للخلايا الشمسية ميزة في السوق. يمكن تصنيع خلايا البيروفسكايت من سلائف قائمة على المحلول بدلاً من سبائك بلورية صلبة. مع إجراء مزيد من البحوث ، يعتقد وانغ أن الكافيين قد يسهل إنتاج خلايا بيروفسكايت الشمسية على نطاق واسع.

يقول: ‘الكافيين يمكن أن يساعد البيروفسكايت على تحقيق بلورة عالية ، عيوب منخفضة ، واستقرار جيد’. ‘هذا يعني أنه يمكن أن يلعب دورًا محتملًا في إنتاج خلايا بيروفسكايت شمسية قابلة للتطوير.’

من أجل مواصلة تعزيز كفاءة الخلايا الشمسية واستقرارها ، يخطط الفريق بعد ذلك لمزيد من التحقيق في التركيب الكيميائي لمادة البيروفسكايت المدمجة بالكافيين .

مصدر1 – مصدر2

مقالات قد تهمك

سر قوة الخرسانة الرومانية ينكشف أخيراً … لم يتوقعه أحد!

لماذا يزرع دوار الشمس حول محطات الطاقة النووية ؟

تنمية العظام بالخلايا الجذعية والموجات الصوتية !

اختراق جديد : تقنية التحكم في الجسم البشري بالموجات الصوتية !

كيف يحسن استخدام الأدوات المهارات اللغوية والعكس ؟

اختبار منزلي يستخدم شمع الأذن لقياس التوتر والإكتئاب !

ظاهرة براينكل : إصبع الجليد القاتل!

جرافين من القمامة !

Share on Twitter Share on Facebook Share on Pinterest Share on Email Share on SMS Share on WhatsApp Share on Telegram
  • علوم
رابط المقال : https://wp.me/pazaUR-240

اترك تعليقاً إلغاء الرد

لن يتم نشر عنوان بريدك الإلكتروني. الحقول الإلزامية مشار إليها بـ *

11 − 1 =

هذا الموقع يستخدم Akismet للحدّ من التعليقات المزعجة والغير مرغوبة. تعرّف على كيفية معالجة بيانات تعليقك.

تصفّح المقالات

← 27 علاج طبيعي للاكزيما الجلدية
هل يسبب الصيام الجوع أم يعالجه؟ – ترجمة إبراهيم العلو →
  • رائج

    ماهي شفرة مورس وكيف ترسل استغاثة بشفرة مورس ؟

    less than 1 min read No comments 70542 views

    أيهما أفضل مصابيح الإضاءة البيضاء أم الصفراء ؟

    less than 1 min read 2 تعليقان 36608 views

    أُرجوزة التشريح : بالعربي الفصيح 1000 بيت موزون في علم التشريح

    less than 1 min read No comments 26967 views

    فوائد نبات الجوجوبا أو الذهب الأخضر – Jojoba tree

    less than 1 min read 4 تعليقات 26911 views

    فيديو : طريقة تفريغ أي خزان بدون مضخة

    less than 1 min read No comments 25003 views

    ما هو الكربون النشط وكيف تحول الفحم العادي إلى فحم منشط ؟

    less than 1 min read 4 تعليقات 24572 views
  • أحدث المقالات في هذا القسم

    التنويم المغناطيسي ( الإيحائي ) في ميزان العلم والدين ؟

    21 ساعة ago less than 1 min read

    ما هي الساعة البيولوجية وما أهميتها ؟

    3 أسابيع ago less than 1 min read

    ظاهرة باريدوليا: رؤية أشكال مألوفة في الأشياء هل هي مرض؟

    شهر واحد ago less than 1 min read

    سر قوة الخرسانة الرومانية ينكشف أخيراً … لم يتوقعه أحد!

    شهر واحد ago less than 1 min read

    ما هو مقياس ريختر للزلازل ؟

    شهر واحد ago less than 1 min read

    بعد زلزال تركيا الثاني : لماذا تحدث هزات إرتدادية بعد الزلازل؟

    شهر واحد ago less than 1 min read
  • اشترك في نشرتنا البريدية

    • اقتصاد وأعمال (72)
    • تعليم (45)
    • تقنية (282)
    • تنمية (112)
    • حقائق و شائعات (29)
    • صحة (443)
    • علوم (232)
    • فنون (38)
    • مقالات-الكتاب (32)
    • منوعات (193)
    • Facebook
    • Twitter
↑
© 2023 مجلة رؤى
مجلة رؤى
 

تحميل التعليقات...