تست عنوان
close
فدراسیون سرآمدان علمی ایران | اخبار | تولید سلولهای خورشیدی پر بازده بکمک فوتوسنتز
متن خبر

تاریخ خبر : ۱۳۹۶/۰۶/۱۹

تعداد بازدید : ۱۰۲

تعداد رای : ۱

تولید سلولهای خورشیدی پر بازده بکمک فوتوسنتز

بر اساس پژوهشهای صورت گرفته در دانشگاه جورجیای آمریکا، یک روند طبیعی که در حین فوتوسنتز رخ میدهد میتواند منجر به طراحی و تولید سلولهای خورشیدی با بهره وری بالاتر شود. در هنگام فتوسنتز، گیاهان و سایر ارگانیسمها، مانند جلبک ها و سینو باکتری ها، انرژی خورشیدی را به انرژی شیمیایی ای تبدیل میکنند که بعدها میتواند به عنوان سوخت مورد استفاده قرار گیرد.

در گیاهان، انرژی خورشیدی باعث میشود تا الکترون به سرعت از میان غشاهای سلولی عبور کند. در سلولهای خورشیدی مصنوعی، الکترونها معمولا به مکان اولیه خود بازمیگردند و انرژی خورشیدیِ دریافت شده از بین میرود. در گیاهان هیچگاه الکترونها به مکان اولیه خود بازنمیگردند و به همین علت بازده گیاهان بسیار بیشتر از سلولهای خورشیدی مصنوعی است. روندی به نام "انتقال الکترون ناحیه ی معکوس" میتواند منجر به بهبودِ روشهای جلوگیری از انتقال برگشتی الکترون شود و در نتیجه بازده سلولهای خورشیدی را بالا ببرد.

این یافته شواهد عددی زیادی در مورد نقش انتقال الکترون ناحیه ی معکوس در بازدهیِ تبدیل انرژی سلولهای خورشیدی در فرایند فوتوسنتز، ارائه میدهد. پژوهشهای تئوری در مورد این پدیده جایزه ی نوبل شیمی را در سال 1992 برای دکتر رادولف مارکوس به همراه داشت اما تاکنون این مکانیزم در سیستمهای فوتوسنتزی طبیعی نشان داده نشده است. پژوهشگران واکنشهای فوتوسنتز موجود در گونه های سینوکوسیتیز سینوکوکتریوم آب شیرین، که فوتوسنتزی مشابه با گیاهان دارند را مورد مطالعه قرار دادند. 

دانشمندان به وسیله ی اختراع روشی که به آنها اجازه میدهد تا آزمایشهای چالش برانگیز مورد نیاز را انجام دهند موفق به آشکارسازی این مکانیزم شدند. این یافته ها دانش لازم برای کسی که میخواهد به عنوان مثال سلولهای خورشیدی ای بسازد که گاز هیدروژن تولید میکند ( گاز هیدروژن میتواند به عنوان سوخت تجدید پذیر و سالم مورد استفاده قرار بگیرد) را فراهم میکند.
انرژی خورشیدی که پاکترین و فراوانترین انرژی تجدید پذیر به حساب می آید میتواند به انرژیهای گرمایی، شیمیایی و الکتریکی تبدیل شود. با تبدیل کسرِ کوچکی از انرژی خورشیدی که سالانه به زمین میرسد میتوان نیاز روز افزون انسانها به انرژی را تامین کرد. صنعت تولید سلولهای خورشیدی در پی یافتن راههایی برای کاهش هزینه ی تولید سلولهای خورشیدی و افزایش بازدهی آنها هستند اما در این کار همواره با مشکلات عدیده ای روبرو میشوند. 

گیاهان انرژی خورشیدی را با بازدهی بسیار زیادی تبدیل میکنند. بازدهی گیاهان از هر نوع سلول خورشیدی مصنوعی بسیار بیشتر است. در فوتوسنتز نور وارد میشود و یک الکترون در میان غشاء حرکت میکند و هرگز به نقطه ی ابتدایی باز نمیگردد. مشکل بزرگ در مورد سلولهای خورشیدی مصنوعی بازگشت الکترونها به نقطه ی ابتدایی است. این مطلب کلیدی اساسی در بازدهی بسیار بیشتر گیاهان نسبت به سلولهای خورشیدی مصنوعی است. جزئیات تبدیل انرژی در گیاهان بسیار ناشناخته هستند. این بسیار ناگوار است زیرا شناخت کافی از چگونگی تبدیل انرژی در گیاهان میتواند به ساخت سلولهای خورشیدی مصنوعی مقرون به صرفه بسیار کمک کند. این پژوهش اصول طراحی سلولهای خورشیدی بر پایه ی گیاهان را مشخص ساخته است و امید میرود از این طراحی برای تولید سلولهای خورشیدی مصنوعی جدید بهره برده شود.

نتایج این پژوهش در مجله ی PNAS که در گروه ب مجلات برتر است به چاپ رسیده است. محققان ایرانی با انتشار مقالات خود در این مجله می‌توانند تا سقف 200 میلیون ریال حمایت تشویقی دریافت نمایند.


برای مشاهده این مقاله، لینک مقاله را کلیک نمایید.

نظرات

پاسخ به نظــر بازگشت به حالت عادی ثبت نظر

نـــام
ایمیل
نظر شما
کارکترهایی که در تصویر می بینید را وارد نمایید. (حساس به حروف کوچک و بزرگ)