الاثنين، 25 يونيو 2012

تطبيقات الطاقة لتقنية النانو


تتمثل أكثر المشروعات تقدماً والمرتبطة بمجال الطاقة في: التخزين، التحويل، تحسينات التصنيع بالإقلال من المواد المستخدمة ومعدلات العملية التصنيعية، توفير الطاقة (من خلال أفضل طريقة للعزل الحراري)، وكذلك توفير مصادر متجددة للطاقة.

تقليص استهلاك الطاقة

يمكن التوصل إلى تقليصٍ أقلٍ للطاقة من خلال تطبيق أفضل لأساليب العزل، وذلك من خلال استخدام الإضاءة الكافية أو أساليب الإحراق، بالضافة إلى استخدام مواد أقوى إضائياً لستخدم في قطاعات النقل. وتحول اللمبات الضوئية المستخدمة حالياً نحو 5% فقط من الطاقة الكهربائية إلى ضوء. إلا أن الأساليب التقنية النانوية ومنها المصباح الثنائي الباعث للضوء والتي يرمز لها بـ (LED) أو الذرات المحددة كمياً والتي يرمز لها بالرمز (QCA) قد تؤدي إلى ترشيد استهلاك الكهرباء لأغراض الإضاءة.

زيادة كفاءة إنتاج الطاقة

تحتوي أفضل الخلايا الشمسية المستخدمة في يومنا هذا على طبقاتٍ للعديد من أشباه الموصلات المكدسة معاً وذلك بهدف امتصاص الضوء في صورٍ عدةٍ للطاقة، إلا أنها ما زالت مصنعةً بأسلوب لا يسمح سوى باستخدام 40% فقط من طاقة الشمس. وللخلايا الشمسية المتوافرة حالياً كفاءاتٍ منخفضةٍ تتراوح بين (15-20 %). إلا أن تقانة الصغائر قد تساعد على زيادة كفاءة تحول الضوء من خلال استخدام الهياكل النانوية ذات استمرارية منالحزم ذات الفجوات.
و صل درجة كفاءة محرك الاحتراق الداخلي لما يتراوح بين 30- 40% في الوقت الحالي. إلا أن تقانة النانو قد تحسن من معدل الاحتراق من خلال تصميم محفزاتٍ خاصةٍ ذات مساحة سطحية أعظم. ففي عام 2005، قام العلماء بجامعة تورنتو بتطوير مادة جزيئية نانوية قابلة للرش والتي عندما تتم رشها على السطح، تحوله في التو واللحظة إلى مجمع للطاقة الشمسية.

استخدام أنظمة للطاقة أكثر صداقة للبيئة

و تتمثل إحدى نماذج الطاقة الودودة للبيئة في استخدام خلية وقود تشتعل بواسطة الهيدروجين، والتي تنتج بصورةٍ مثاليةٍ من الطاقات المتجددة. ولعل أفضل مادة نانوية مستخدمة بخلية الوقود تتمثل في المحفز المكون من جزيئات المعادن النبيلة المدعومة بالكربون ذات قياسات 1-5 نانومتر. وتحتوى المواد المناسبة لتخزين الهيدروجين على عدد ضخم من المسام النانوية الصغيرة. ومن ثم يتم الاستفادة من العديد من المواد النانوية ومنا الأنابيب النانوية والزيولايت والألانيت في مجال البحث والتحقيق. كما قد تساهم تقانة النانو في زيادة تقليص الملوثات المنبعثة من محرك الاحتراق من خلال استخدام مرشحات المسام النانوية، والتي تستطيع تنقية وتنظيف العوادم ميكانيكياً من خلال المحولات المحفزة والقائمة على جزيئات المعادن النبيلة النانوية أو من خلال المغلفات المحفزة على جدران الاسطوانة والجزيئات النانوية المحفزة والتي قد تستخدم كذلك كإضافاتٍ للوقود.

إعادة تدوير البطاريات

المقال الرئيسي: بطارية نانوية
بتيجة قلة كثافة الطاقة بالبطاريات بصورةٍ نسبيةٍ فإن وقت التشغيل محدود بالإضافة إلى الحاجة إلى إعادة الإحلال أو الشحن مرةً أخرى. هذا بالإضافة إلى أن العدد الضخم للبطاريات والمجمعات المستنفذة تخلق مشكلةً في التخلص منها. ومن ثم فإن استخدام البطاريات ذات كمية الطاقة الأعلى بداخلها أو تلك القابلة لإعادة الشحن مرةً أخرى أو حتى استخدام المكثفات الفائقة ذات معدلات إعادة الشحن العالية باستخدام المواد النانوية قد تكون مفيدة بصورةٍ واضحةٍ لحل مشكلة التخلص من البطاريات المستهلكة.

Sara Al-Hadrami




هناك 8 تعليقات:

  1. يعطبك العافية على مجهودك
    سمية خليل الصبحي

    ردحذف
  2. الاء ابورزيزة25 يونيو 2012 في 3:35 م

    مشكووورة حبيبتي عالموضوووع الحلوو

    ردحذف
  3. إلى الأمام يا سارونة
    مع حبي/ليلى علي فرج.

    ردحذف
    الردود
    1. أكييد ولو تسلمي ع رفع المعنويات ^^

      حذف
  4. يعطيك العافية دايما مواضيعك مميزه سارونة
    وافتقدك اليوم كثيرررررر ^^
    نوف الصادق

    ردحذف
    الردود
    1. يعآفيكي ربي ^^
      تسلمي هذا من ذوقك :)
      أحرجتيني ;$

      حذف