به نقل از «مهر»

بهبود بازدهی تولید برق در سلول‌های خورشیدی با فناوری نانو

تاریخ انتشار: ۱۱ دی ۱۴۰۲ | کد خبر: ۳۹۴۲۱۲۰۴

به گزارش خبرگزاری مهر به نقل از دانشگاه امیرکبیر، محبوبه رفیعی‌پور چیرانی دانش‌آموخته مقطع دکتری رشته شیمی کاربردی دانشگاه صنعتی امیرکبیر و مجری طرح «تهیه نانو فیلرهایی بر پایه گرافن عاملدار شده با کمپلکس فلز واسطه با هدف بهبود عملکرد سلول خورشیدی حساس به رنگ» گفت: با رشد سریع صنعتی شدن و تغییر سبک زندگی تقاضای جهانی برای انرژی به شکل فزاینده ای رو به افزایش است.

بیشتر بخوانید: اخباری که در وبسایت منتشر نمی‌شوند!

وی گفت: طی سال‌های متمادی سوخت‌های فسیلی مانند نفت، گاز طبیعی و زغال‌سنگ منابع بالقوه انرژی برای برآوردن این تقاضای جهانی انرژی محسوب می شده است.

محقق دانشگاه صنعتی امیرکبیر خاطر نشان کرد: در صورت ادامه این روند ما در سیاره‌ای تهی از منابع فسیلی به دام خواهیم افتاد که براثر تولید گازهای گلخانه‌ای حاصل از احتراق با دشواری‌های زیست‌محیطی گریزناپذیری روبرو خواهد بود.

رفیعی پور ادامه داد: به همین دلیل، یکی از بزرگ‌ترین چالش‌های امروزه‌ی بشر جایگزینی سوخت فسیلی با منابع انرژی تجدید پذیر و پاک است؛ از اینرو، برای چنین چالشی باید با بکارگیری ترکیب‌ها و منابع در دسترس راه‌حلی به‌صرفه ارائه داد.

این محقق با بیان اینکه تابش خورشید بهترین منبع زیست‌محیطی و بزرگ‌ترین منبع موجود از انرژی پاک است اذعان داشت که بکارگیری توان خورشیدی در فناوری فتوولتایی می‌تواند پاسخی معقول به چالش انرژی باشد.

وی افزود: پیشرفت در تولید سلول‌های خورشیدی حساس به رنگ نقطه عطفی در طراحی یک سلول خورشیدی مقرون به صرفه، سبک و سازگار با محیط زیست ایجاد کرده است. تولید انرژی در سلول‌های خورشیدی حساس به رنگ یا به اصطلاح DSSC ها شبیه فتوسنتز است یعنی رنگ حساس‌ به نور پوشش داده شده بر روی الکترود، نور خورشید را برای تحریک الکترون‌ها جهت تولید الکتریسیته جذب می‌کند و انتقال الکتریسیته از الکترون‌ها به الکترودها درون سلول بر عهده الکترولیت است.

وی با بیان اینکه دست یابی به ترکیب پایدار در الکترولیت با ایجاد توازن بین عملکرد فتوولتائیک و پایداری طولانی‌مدت آن یکی از گلوگاه‌های تجاری‌سازی موفقیت‌آمیز DSSC به شمار می آید گفت: ماهیت خورنده و پایداری پایین زوج ردوکس در حلال‌های آلی الکترولیت‌ها چالش مهمی را برای تولید DSSC در مقیاس صنعتی ایجاد می کند.

وی گفت: ما برای اولین بار موفق شدیم با سنتز دو نوع متفاوت از نانوفیلرهای بر پایه گرافن اکساید در حلال مایعات یونی ایمیدازولی به ترکیبی پایدار در الکترولیت شبه جامد با بازده تبدیل انرژی بالا در DSSC دست یابیم به گفته وی، استفاده از این نوع نانو الکترولیت‌های کامپوزیتی که مبتنی بر مایعات یونی سازگار با محیط زیست هستند می تواند نشت الکترولیت را محدود و انعطاف پذیری و پایداری دستگاه را بهبود بخشد.

رفیعی پور با بیان اینکه ساخت سلول‌های خورشیدی حساس به رنگ در آزمایشگاه دانشگاه صنعتی امیرکبیر به صورت پایلوت و در اشل آزمایشگاهی انجام شده است، افزود در صورت نیازسنجی و وجود امکانات بیشتر می توان استفاده از این مواد را به مقیاس صنعتی نیز گسترش داد.

وی گفت: از ویژگی‌های طرح حاضر دستیابی به سلول خورشیدی حساس به رنگ مبتنی بر الکترولیت مایع یونی به همراه سیستم کامپوزیتی حاوی نانوفیلرهایی است که در مقایسه با الکترولیت‌های آلی فراری چون استونتریل و والرونیتریل سازگاری بالایی با محیط زیست دارند و می توانند بازده تبدیل انرژی را بهبود بخشند.

وی با اشاره به دیگر ویژگی‌های این طرح گفت: از طرف دیگر ما موفق به سنتز مشتقاتی جدیدی از گرافن اکساید با استفاده از فلز واسطه کبالت شدیم که پیش بینی می‌شود نقش یک رودکس کمکی را در ماتریس الکترولیت ایفا کند.

محقق دانشگاه صنعتی امیرکبیر گفت: همچنین در این پژوهش برای اولین بار از لانزوپرازول به عنوان یک گروه عاملی با پیوند کووالانسی در ساختار گرافن اکساید کمک گرفته شده و قابلیت استفاده‌ی آن با توجه به ساختار الکترونی اتم های تشکیل دهنده مورد بررسی قرار گرفته است.

وی با بیان اینکه در مقایسه با فناوری‌های خورشیدی نسل اول و دوم، ساخت نسل سوم سلول‌های خورشیدی به دلیل تنوع بالا، انعطاف پذیری در ساختار و همچنین مقرون به صرفه بودن همواره رو به رشد و پیشرفت است، گفت: نمونه‌های آزمایشگاهی و صنعتی زیادی از این نوع سلول‌ها وارد بازار شده و در رنگ‌های متنوع در معماری ابنیه‌ها مورد استفاده قرار گرفته و همچنین به دلیل کارکرد بهینه در نور کم در ساخت وسایل الکترونیکی و همچنین در منسوجات نظامی از آن استفاده شده است.

وی با اشاره به مزیت‌های رقابتی طرح گفت: امید است کاربرد ترکیب‌های نوین درکنار گرافن اکساید دریچه‌ای به سوی ساخت سلول‌های خورشیدی کارآمد و پایدار ایجاد کند.

گفتنی است: اساتید راهنمای این پروژه پرفسور الهه کوثری و خانم دکتر مریم یوسف زاده و استاد مشاور این طرح پرفسور حسین سالارآملی از اعضای هیات علمی دانشگاه صنعتی امیرکبیر هستند و همچنین این طرح تحت حمایت اساتید راهنمایی از مرکز نانوفایبر و نانوتکنولوژی دانشکده مکانیک دانشگاه ملی سنگاپور صورت پذیرفته است و نتایج این پژوهش طی مقالاتی در مجله Journal of molecular liquids به چاپ رسیده است.

کد خبر 5982227 مهتاب چابوک

منبع: مهر

کلیدواژه: دانشگاه صنعتی امیرکبیر محققان ایرانی برق فناوری نانو تحقیقات علمی معاونت علمی فناوری و اقتصاد دانش بنیان ریاست جمهوری حاکمیت سایبری هوش مصنوعی اینترنت فناوری نانو وزارت ارتباطات و فناوری اطلاعات تحقیقات علمی اپراتورهای ارتباطی شرکت های دانش بنیان عیسی زارع پور سرطان نوآوری سازمان تنظیم مقررات و ارتباطات رادیویی گوشی آیفون دانشگاه صنعتی امیرکبیر خورشیدی حساس به رنگ سلول های خورشیدی گرافن اکساید سلول ها

درخواست حذف خبر:

«خبربان» یک خبرخوان هوشمند و خودکار است و این خبر را به‌طور اتوماتیک از وبسایت www.mehrnews.com دریافت کرده‌است، لذا منبع این خبر، وبسایت «مهر» بوده و سایت «خبربان» مسئولیتی در قبال محتوای آن ندارد. چنانچه درخواست حذف این خبر را دارید، کد ۳۹۴۲۱۲۰۴ را به همراه موضوع به شماره ۱۰۰۰۱۵۷۰ پیامک فرمایید. لطفاً در صورتی‌که در مورد این خبر، نظر یا سئوالی دارید، با منبع خبر (اینجا) ارتباط برقرار نمایید.

با استناد به ماده ۷۴ قانون تجارت الکترونیک مصوب ۱۳۸۲/۱۰/۱۷ مجلس شورای اسلامی و با عنایت به اینکه سایت «خبربان» مصداق بستر مبادلات الکترونیکی متنی، صوتی و تصویر است، مسئولیت نقض حقوق تصریح شده مولفان در قانون فوق از قبیل تکثیر، اجرا و توزیع و یا هر گونه محتوی خلاف قوانین کشور ایران بر عهده منبع خبر و کاربران است.

خبر بعدی:

فناوری جدیدی برای دیدن درون سلول‌های سرطانی

پژوهشگران فناوری جدیدی را توسعه داده‌اند که با آن می‌توانند محتویات چربی یا همان لیپیدهای موجود در سلول‌های سرطانی را مشاهده و مطالعه کنند.

به گزارش مشرق، دانشمندان فناوری تصویربرداری جدیدی را ابداع کرده‌اند که به آنها اجازه می‌دهد تا درون یک سلول سرطانی را به صورت زنده ببینند و نحوه تعامل آن با محیط اطراف خود را مشاهده کنند.

به نقل از آی‌ای، این تیم به رهبری دانشگاه ساری(Surrey) در انگلیس به دنبال مشاهده و مطالعه محتوای چربی‌های(لیپیدها) موجود در سلول‌های سرطانی بود.

لیپیدها اجزای کلیدی سلول‌ها هستند و به سلول‌های سرطانی اجازه رشد، تکثیر و متاستاز را می‌دهند.

این تکنیک با همکاری کالج دانشگاهی لندن توسعه یافته است و شرکت داروسازی GSK و شرکت‌های یوکوگاوا(Yokogawa) و سایکس(Sciex) نیز در آن مشارکت داشته‌اند.

نظارت بر محتوای چربی سلول‌ها

با استفاده از سیستم شرکت یوکوگاوا به نام SS۲۰۰۰، سلول‌های سرطانی منفرد از یک ظرف کشت شیشه‌ای نمونه‌برداری شد. این سیستم نوآورانه سلول‌های زنده منفرد را با استفاده از لوله‌های کوچک استخراج می‌کند و امکان تجزیه و تحلیل دقیق را فراهم می‌کند. عرض این لوله‌ها به سختی ۱۰ میکرومتر، یعنی نصف قطر نازک‌ترین موی انسان است.

در مرحله بعد، این سلول‌ها با رنگ فلورسنت رنگ‌آمیزی شدند. این کار به پژوهشگران امکان داد تا قطرات لیپید را در طول آزمایش بررسی کنند.

سپس این تیم با محققان شرکت Sciex برای ایجاد یک رویکرد جدید طیف‌سنجی جرمی همکاری کرد. این روش به آنها اجازه می‌داد لیپیدها را بشکنند و ساختار واقعی سلول را تعیین کنند.

سرانجام کل این فرآیند به مشاهده چگونگی تکامل سلول‌های سرطانی در پاسخ به تغییرات محیط اطراف منجر شد.

یوهانا فون گریشتن از دانشکده شیمی و مهندسی شیمی دانشگاه ساری گفت که مشکل سلول‌های سرطانی این است که هیچ دو سلولی شبیه به هم نیستند.

وی افزود: این امر طراحی یک درمان خوب را سخت‌تر می‌کند، زیرا برخی سلول‌ها همیشه بیش از سایرین در برابر درمان مقاومت می‌کنند. با این حال، همیشه ثابت شده است که مطالعه سلول‌های زنده پس از حذف آنها از محیط طبیعی، با جزئیات کافی برای درک واقعی آرایش آنها دشوار است. به همین دلیل بسیار هیجان انگیز است که بتوانیم سلول‌های زنده را زیر میکروسکوپ نمونه‌برداری کنیم و محتوای چربی آنها را یک به یک بررسی کنیم.

به گفته پژوهشگران این یافته‌ها می‌توانند بینشی در مورد چگونگی واکنش سلول‌ها به تشعشع ارائه دهند.

پژوهشگران همچنین از این رویکرد تازه کشف شده برای تجزیه و تحلیل مولکول‌های چرب لیپیدی در چندین سلول سرطانی استفاده کردند. جالب توجه است که آنها تفاوت‌هایی را در نمایه لیپیدی سلول‌های مختلف شناسایی کردند.

کارلا نیومن معاون مدیر بخش تصویربرداری سلولی و دینامیک در GSK در یک بیانیه مطبوعاتی گفت: روش جدید ما راه را برای مطالعه سلول‌های سرطانی با جزئیاتی که قبلاً ندیده‌ایم، هموار می‌کند. یک روز نیز ممکن است بتوانیم ببینیم که چگونه سلول‌های سرطانی با همسایگان خود ارتباط برقرار می‌کنند. این می‌تواند درمان‌های جدید و هدفمندتری را فراهم کند.

این تکنیک می‌تواند بینش‌های ارزشمندی در مورد چگونگی پاسخ انواع سرطان به درمان‌ها ارائه دهد. همچنین می‌تواند به پزشکان در درک تأثیر تابش و تشعشع بر سلول‌ها کمک کند، به ویژه اینکه چگونه برخی از سلول‌های سرطانی در برابر پرتودرمانی مقاومت می‌کنند. این مقاومت ممکن است به عود سرطان منجر شود.

درک عمیق‌تر از بیولوژی سرطان می‌تواند به توسعه درمان‌های مؤثرتری در آینده منجر شود.

علاوه بر این، پژوهشگران بیان می‌کنند که مطالعه لیپیدها داخل سلول‌های منفرد ممکن است به بخش‌های مختلف سلامت از جمله ایمنی و بیماری‌های عفونی نیز کمک کند.

این یافته‌ها در مجله Analytical Chemistry منتشر شده است.