مباشر
أين يمكنك متابعتنا

أقسام مهمة

Stories

46 خبر
  • رياضة
  • إسرائيل توسع عملياتها في الضفة
  • العملية العسكرية الروسية في أوكرانيا
  • رياضة

    رياضة

  • إسرائيل توسع عملياتها في الضفة

    إسرائيل توسع عملياتها في الضفة

  • العملية العسكرية الروسية في أوكرانيا

    العملية العسكرية الروسية في أوكرانيا

  • تجدد التوتر وانهيار الحوار بين واشنطن وطهران

    تجدد التوتر وانهيار الحوار بين واشنطن وطهران

  • صنعاء والرياض.. عودة المواجهة

    صنعاء والرياض.. عودة المواجهة

  • 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

"نيويورك تايمز": ترامب يؤجل تصعيد الضربات على إيران خشية استنزاف مخزونات صواريخ الدفاع الجوي

"نيويورك تايمز": مجتبى خامنئي أكثر ميلا لامتلاك وإنتاج أسلحة نووية متطورة من والده الراحل

الحرس الثوري الإيراني: بريطانيا ستصبح هدفا مشروعا إذا دعمت الولايات المتحدة في الحرب

"سيجدون أنفسهم في القتال".. محلل بريطاني يتحدث عن احتمال إرسال قوات غربية إلى أوكرانيا

"رخيص ودقيق وقاتل".. "وول ستريت جورنال": أفضل صاروخ إيراني يزداد خطورة ويربك الأنظمة الأمريكية

عراقجي: ما أقدم عليه المتطفل زيلينسكي بتحريض من إسرائيل لن يمر دون رد

الكويت ترد على تقرير أمريكي حول قيام طائراتها الحربية بشن غارات على إيران

متحدث الحرس الثوري الإيراني: دمرنا رأس مال معالجة بيانات العدو في البحرين (فيديو)

ترامب ينشر صورا مولدة بالذكاء الاصطناعي تضمنت تهديدات مباشرة لإيران

ترامب: على السعودية الانضمام إلى اتفاقيات أبراهام إذا أرادت اتفاقا نوويا مع أمريكا (فيديو)

الجيش الإسرائيلي يعلن القضاء على قائد خلية نخبة في حماس اقتحمت كيبوتس كيسوفيم في 7 أكتوبر (فيديو)

"بلغت أقصى قدر من الفاعلية".. قائد القيادة المركزية الأمريكية يوصي بوقف الضربات حول مضيق هرمز

إسرائيل توافق رسميا على إدخال "مجلس السلام" والقوة الدولية إلى غزة

سياسي فرنسي: مدريد تواجه فضيحة متصاعدة جراء منع مروحيات الإنقاذ الروسية من مكافحة الحرائق

"وول ستريت جورنال": أمريكا وإيران عالقتان في دوامة من التصعيد العسكري والصراع قد يطول