مباشر
أين يمكنك متابعتنا

أقسام مهمة

Stories

60 خبر
  • خطة ترامب لإنهاء الحرب في غزة
  • حرب الخليج
  • العملية العسكرية الروسية في أوكرانيا
  • خطة ترامب لإنهاء الحرب في غزة

    خطة ترامب لإنهاء الحرب في غزة

  • حرب الخليج

    حرب الخليج

  • العملية العسكرية الروسية في أوكرانيا

    العملية العسكرية الروسية في أوكرانيا

  • رياضة

    رياضة

  • فيديوهات

    فيديوهات

علماء الفيزياء في شأن اختبار بطاريات شمسية خفيفة يمكن استخدامها في الفضاء لمدة طويلة

استخدم الفيزيائيون الأمريكيون سيلينيد الموليبدينوم، وهي مادة واعدة ثنائية الأبعاد، لتطوير خلايا شمسية متينة وخفيفة الوزن وذات كفاءة عالية يمكنها العمل في الفضاء لفترة طويلة.

علماء الفيزياء في شأن اختبار بطاريات شمسية خفيفة يمكن استخدامها في الفضاء لمدة طويلة

وتم الكشف عن نتائج التجارب الأولى مع مصادر الطاقة  هذه في مقال نشرته مجلة Device العلمية.

قال ديب جاريوالا، الأستاذ المساعد في جامعة بنسلفانيا:   "بدأنا ندرك تدريجيا أن المواد الثنائية الأبعاد القائمة على مركبات الهالوجين تعد واعدة جدا لتطوير الأجهزة الكهروضوئية الأكثر تكيفا للعمل في الفضاء. وعلى وجه الخصوص فإن الخلايا الشمسية التي طورناها أخف وزنا بنحو 100 مرة من مثيلاتها المصنوعة على أساس السيليكون أو زرنيخيد الغاليوم".

 وابتكر العلماء في الأعوام الأخيرة الماضية عددا كبيرا من الأنواع الجديدة من البطاريات الشمسية بناء على المركبات العضوية المختلفة والبنى النانوية والتي تتقدم إلى حد بعيد على نظيراتها من السيليكون وزرنيخيد الغاليوم من حيث الأداء. وتُستخدم مصادر الطاقة هذه على نطاق واسع في الصناعة، لكن لا يمكن استخدام معظمها في الفضاء نظرا لأنها تتلف بسرعة.

واستوضح العلماء أن الخلايا الضوئية التي تم إنشاؤها على أساس مادة جديدة أخرى، وهي شكل ثنائي الأبعاد من سيلينيد الموليبدينوم، خالية من هذا العيب. وفي الماضي  حاول العلماء بالفعل استخدامه لإنتاج البطاريات الشمسية ، لكن كفاءة مصادر الطاقة هذه في جميع الحالات كانت منخفضة جدا حوالي 2-6 ٪، مما حال دون استخدامها عمليا.

وتمكن علماء الفيزياء الأمريكيون من زيادة هذا المؤشر  إلى 12٪ نظرا لأنهم تمكنوا من أن يحسبوا بأكبر قدر ممكن من الدقة سلوك أشباه جسيمات الإكسيتون التي تنشأ داخل مادة ثنائية الأبعاد عندما تتعرض للإشعاع بالضوء. يطلق العلماء على الإكسايتونات مزيجا من الإلكترون و"الثقب"، وهي منطقة موجبة الشحنة تحدث داخل مادة ما بعد أن يحطمها جسيم من الضوء.

قام ديب جاريوالا وزملاؤه بحساب مدى سرعة اتصال الإلكترونات و"الثقوب" ببعضها البعض، مما يؤدي عادة إلى تكوين وميض من الضوء وإلى فقدان الطاقة في الخلية الشمسية. وسمحت نتائج هذه الحسابات للعلماء باختيار بنية الخلية الضوئية التي يتم فيها فصل "الثقوب" والإلكترونات بأكبر قدر ممكن من الكفاءة، مما أدى إلى زيادة كفاءة البطارية الشمسية القائمة على سيلينيد الموليبدينوم بمقدار عدة مرات.

بفضل ذلك، فإن النماذج الأولية للبطاريات الشمسية التي أنشأها العلماء بناء على هذه المادة ثنائية الأبعاد قد حققت عائدا قياسيا للطاقة يزيد عن 100 واط لكل غرام من مادة الخلية الضوئية. ويميّز هذا الأمر بشكل إيجابي مصادر الطاقة هذه عن البطاريات الشمسية شبه الموصلة المستخدمة في الفضاء، والتي تتطلب عشرات ومئات المرات من الكتلة  لإنتاج كميات مماثلة من الطاقة.

وقال الباحثون، إنهم يعملون الآن على تطوير تكنولوجيات  تسمح بتجميع مصادر الطاقة هذه ليس يدويا، كما يفعل ذلك ديب جاريوالا وزملاؤه فحسب، بل وعن طريق طباعة هياكل ثلاثية الأبعاد كبيرة من طبقات عديدة من مواد ثنائية الأبعاد وأقطاب كهربائية.

المصدر: تاس

التعليقات

مرندي: ربما هذه الليلة الأخيرة من الهدوء في قطر والسعودية والكويت والبحرين والإمارات والأردن وعُمان

السفارة الأمريكية في عمّان توصي الأمريكيين بمغادرة المنطقة

إيران تلوح باللجوء إلى إحكام إغلاق مضيق هرمز وممرات ومضائق استراتيجية أخرى

أكسيوس: محمد بن سلمان أبلغ ترامب مخاوفه من شن ضربات واسعة على إيران ودعاه إلى خفض التصعيد

"فارس" تنشر صورا فضائية وتقول إنها تظهر "أضرارا بمصفاة جازان في السعودية" جراء هجوم من اليمن (صورة)

"وول ستريت جورنال" نقلا عن مصدر: ترامب أصدر أمر الهجوم على إيران

عراقجي يؤكد لنظيره البريطاني تنظيم الملاحة عبر مضيق هرمز مع دولة عربية ويحذر من أي عرقلة

بيان عاجل من السفارة الأمريكية في بغداد يحذر من التصعيد ويدعو للمغادرة

مستشار المرشد يرد على تهديدات ترامب: استهداف البنية التحتية الإيرانية سيهز أسس الهيمنة الأميركية

واشنطن تحذر رعاياها في الشرق الأوسط وخارجه وسفارات أمريكية في المنطقة تصدر تنبيهات جديدة

مسؤول سوري: تنفيذ اندماج "قسد" مع الدولة السورية صار بمراحله الأخيرة

فقدان السيطرة على ناقلة أصيبت بقذيفة قرب مضيق هرمز

الجيش الأميركي يسحب منظومات "باتريوت" من أربيل

واشنطن تتخلى عن قيادة "مجموعة دعم أوكرانيا"

"خاتم الأنبياء": كل دولة في المنطقة تجعل نفسها درع دفاع لأمريكا ستحترق

رون بن يشاي: حماس ستبقى القوة المسيطرة وصاحبة النفوذ في غزة.. الجيش الإسرائيلي سيكون مقيدا

ترامب: النجاح في مواجهة إيران مهّد لاتفاق نزع سلاح "حماس"

مخاوف إسرائيلية من حصول مصر على صواريخ "إس 400" الروسية من أنقرة

صحفي يكشف تفاصيل جديدة عن الحرب الإسرائيلية على إيران والخطة المزعومة لـ"تولي أحمدي نجاد" الحكم

11.8 مليون برميل يوميا ومليار برميل خارج السوق.. نتيجة الضربات الإيرانية لمواقع النفط