مباشر
أين يمكنك متابعتنا

أقسام مهمة

Stories

52 خبر
  • نبض الملاعب
  • هدنة وحصار المضيق
  • العملية العسكرية الروسية في أوكرانيا
  • نبض الملاعب

    نبض الملاعب

  • هدنة وحصار المضيق

    هدنة وحصار المضيق

  • العملية العسكرية الروسية في أوكرانيا

    العملية العسكرية الروسية في أوكرانيا

  • فيديوهات

    فيديوهات

  • هدنة بين حزب الله وإسرائيل

    هدنة بين حزب الله وإسرائيل

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

الدفاعات الجوية في طهران تتصدى لهدف معاد وسماع دوي إطلاق نار غربا وشرقا

سوريا.. القبض على أمجد يوسف المتهم الأول بارتكاب مجزرة حي التضامن الدمشقي (فيديو)

نجل شاه إيران يتعرض لاعتداء في برلين (فيديو)

بيان إيراني حاد حول "استخدام" الولايات المتحدة أراضي وأجواء 5 دول خليجية

"غيابه غصة في القلب".. الشرع يستقبل البويضاني بعد سنة من سجنه بالإمارات (فيديو+صور)

ترامب: الوقت ليس في صالح إيران وأي اتفاق لن يتم إلا إذا كان مناسبا للولايات المتحدة وحلفائها والعالم

لحظة بلحظة.. الهدنة الهشة مستمرة بين الولايات المتحدة وإيران وانتهاكات في مضيق هرمز

كاتس: الهجوم هذه المرة على ايران سيكون قاتلا وسنوجه ضربات مدمرة وسنهز أركانها وندمرها

الشرع يعلق على "تجاوزات" في حفل افتتاح صالة رياضية بدمشق (فيديو)

"4000 بيضة يوميا".. مفاجأة من مطبخ أكبر السفن الحربية الأمريكية في الشرق الأوسط

بوتين حول تقييد الإنترنت في روسيا: سلامة الناس دائما في المقام الأول في حالة وجود تهديد إرهابي

"أكسيوس": قرد يمنع بحارا أمريكيا من التوجه إلى مضيق هرمز

‏وزير الحرب الأمريكي: قدمنا هدية للعالم بما فعلناه في إيران

شبكة CNN: إيران تمسك بزمام حرب الاستنزاف مع الولايات المتحدة

طهران: سنضرب المواقع النفطية في الدول التي ينطلق منها أي عدوان علينا وردنا سيتجاوز مبدأ العين بالعين

إسرائيل تفجر مسجد الداغستان ومباني مدنية وخدمية في القنيطرة جنوب سوريا (صورة)

ترامب بحاجة ماسة للمساعدة

لبنان لحظة بلحظة.. تمديد الهدنة ومفاوضات في البيت الأبيض وسط خروقات ميدانية في الجنوب

مدفيديف: القرض الأوروبي لكييف خديعة جديدة وعبء سداده سيقع على كاهل الشعوب الأوروبية

إيران ترد على ترامب وتقارير "الانقسام الداخلي": لا متشددين ولا معتدلين.. نحن جميعا "ثوريون"

الحرس الثوري الإيراني يبث مشاهد من عملية السيطرة على سفينة حاويات في مضيق هرمز (فيديو)

ترامب يرد على "نصيحة" الأمير هاري بشأن أوكرانيا ويؤكد مواصلة الجهود الأمريكية لتسوية الصراع

حديث بين السيسي والشرع في قبرص بعد تداول لقطات أثارت جدلا (فيديو)