پژوهشگران با بهره‌گیری از «فلز سیاه» توان خورشیدی را به‌طور چشمگیری افزایش دادند
یک دستاورد مهندسی که شامل لیزر ، فلز سیاه و آلومینیوم است می تواند انرژی خورشیدی را تا ۵ برابر بیشتر از سطح فعلی ارتقا دهد.
با توجه به افق میهن و به نقل از Gizmodo ؛ چند سال پیش ، یک متخصص نوری روشی را اختراع کرد که می تواند فلزات براق را کاملاً سیاه کند. این نوآوری منجر به ساخت ماده ای شد که نور خورشید را به شکلی بسیار جذب می کرد – زیرا ژنراتورهایی که ساخته شده بودند ، توانستند پنج برابر بیشتر از دستگاه های برق مشابه تولید کنند.
این تیم تحقیق از “فلز سیاه” برای توسعه یک طرح جدید با استفاده از ژنراتورهای دکوراسیون خورشیدی استفاده کردند. این دستگاه ها قادر به تبدیل انواع مختلف انرژی حرارتی به برق هستند. با این حال ، محدودیت های تکنولوژیکی قدرت آنها را به شدت کاهش داده است ، به طوری که فقط حدود ۲ ٪ از نور خورشید به برق تبدیل شده است. این رقم در مقایسه با پانل های خورشیدی خانگی بسیار کم است (حدود ۲ ٪). طراحی جدید ، که در تاریخ ۸ اوت در Light: Science & Applications منتشر شده است ، سد را برطرف کرده است. دلیل این امر امکان کنترل هر لایه از دستگاه است که برخی از آنها از فلز سیاه ساخته شده است.
راز عملکرد stegs
به طور معمول ، ژنراتورهای ترموالکتریک دارای دو سطح “گرم” و “سرد” با مواد نیمه هادی هستند. اختلاف دما بین دو سطح از طریق پدیده ای به نام اثر SEEBCK برق ایجاد می کند.
برای چندین دهه ، تمرکز دانشمندان بر بهبود مواد نیمه هادی برای کنترل بهتر اختلاف دما بود. اما به گفته چونلی گوو ، نویسنده ارشد دانشمند علوم مواد و دانشمند مادی در دانشگاه روچستر ، این رویکرد خیلی موفق نبود. به همین دلیل ، او – که خالق فناوری فلزی سیاه است – بر طراحی سطوح گرم و سرد متمرکز شده است.
سه نوآوری لیزر
طراحی Go بر اساس سه استراتژی ساختمانی بود که به شدت به فناوری لیزر متکی بود:
۱. تیم او ابتدا فلز تنگستن را با پالس های لیزر فوق العاده درخشان در مقیاس فمویانی (یک کوادریلیوم دوم) برای تبدیل آن به “فلز سیاه” می درخشد. این باعث شد تا مواد بهینه شده برای جذب خورشید برای به حداکثر رساندن و جلوگیری از اتلاف گرما.
۲. سپس آنها یک لایه پلاستیکی را روی تنگستن تغییر شکل داده شده قرار می دهند تا یک “مینی باغ” ایجاد شود که ظرفیت سطح گرم را برای جذب و حفظ گرما افزایش می دهد.
در نهایت ، برای تعادل ، آنها از لیزرهای زنانه برای تهیه یک سینک حرارتی خاص آلومینیوم استفاده کردند. این نانوساختارها عملکرد خنک کننده سطح سرد را دو برابر کردند.
آزمایش و برنامه ها
برای آزمایش طراحی خود ، محققان یک آزمایش ساده انجام دادند: آنها با این سیستم چراغ LED را روشن کردند. همانطور که انتظار می رفت ، طراحی جدید قادر به تغذیه LED با حداکثر روشنایی در سطوح نور بسیار کمتر از حد معمول بود.
این دستگاه همچنین فشرده و نسبتاً سبک است. به همین دلیل می توان از آن برای تأمین انرژی برای ابزارهای میکروالکترونیکی مانند سنسورهای اتوماتیک برای نظارت بر وضعیت هوا ، برنامه های کشاورزی و ابزارهای هوشمند استفاده کرد.
پایان
می توان گفت برای موسیقی فلزی و طرفداران انرژی خورشیدی ، این دستاورد تعجب آور نیست:
وقتی صحبت از انرژی می شود ، “فلز سیاه” واقعاً قدرتمند است.
