مباشر
أين يمكنك متابعتنا

أقسام مهمة

Stories

41 خبر
  • نبض الملاعب
  • فيديوهات
  • هدنة وحصار المضيق
  • نبض الملاعب

    نبض الملاعب

  • فيديوهات

    فيديوهات

  • هدنة وحصار المضيق

    هدنة وحصار المضيق

  • العملية العسكرية الروسية في أوكرانيا

    العملية العسكرية الروسية في أوكرانيا

  • إسرائيل تواصل غاراتها على لبنان

    إسرائيل تواصل غاراتها على لبنان

  • عيد النصر على النازية

    عيد النصر على النازية

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

تفاصيل جديدة عن قاعدة إسرائيل السرية في صحراء العراق وعلاقتها باستهداف الطيارين

أول تعليق إيراني رسمي على الدعم العسكري المصري للإمارات

واشنطن تقترب من ساعة الصفر ضد إيران.. خطط لضرب الموانئ والصواريخ وشبكات القيادة إذا انهارت المفاوضات

الحرس الثوري يحذر دول المنطقة من "ارتكاب أي خطأ"

سوريا.. تجريد بشار وماهر الأسد من حقوقهما المدنية ووضع أملاكهما تحت إدارة الحكومة

منشورات لترامب تتضمن صورا لتدمير الجيش الإيراني

بوتين: كنا مستعدين لتوجيه ضربة صاروخية مكثفة ضد وسط كييف إذا تم تعطيل احتفالات النصر

"مهر": دوي انفجار جنوب شرق إيران ناجم عن تدمير ذخائر من مخلفات القصف الأمريكي

أعلى سلطة قضائية سورية تلاحق جنرالا أمنيا وثلاثة وزراء سابقين

لبنان لحظة بلحظة.. غارات مكثفة ترفع حصيلة الضحايا ومطالب بانسحاب إسرائيلي كامل

بوتين: الصراع الأوكراني يقترب من نهايته ومستعد للقاء زيلينسكي في حال الوصول إلى اتفاق سلام نهائي

صحيفة "WSJ": قائد في الظل وصور بالذكاء الاصطناعي.. كيف يعرقل "اختفاء" مجتبى خامنئي إنهاء الحرب

عرض عسكري في الساحة الحمراء في ذكرى النصر الـ81 بحضور الرئيس بوتين (صور)

بيان الخارجية الأمريكية عن مفاوضات لبنان وإسرائيل

تحذير إيراني لسفن تجارية محددة في مضيق هرمز

لبنان لحظة بلحظة.. يوم دام في الجنوب وعون يطالب بضغط أوروبي لوقف النار ونشر الجيش على الحدود

بريطانيا وفرنسا تحشدان قوات بحرية قرب هرمز

بوتين: استبعاد الآليات العسكرية من عرض النصر بموسكو مرتبط بتركيز قواتنا على مهامها في العملية الخاصة

بوتين: أوروبا تصعد الحرب في أوكرانيا.. وشرودر أفضل خيار للمفاوضات مع الاتحاد الأوروبي

ترامب: السفن بدأت تغيير مسارها من هرمز إلى الموانئ الأمريكية ونتفاوض مع إيران

مسؤول أمريكي: مدمرات أمريكية تتعرض لهجوم إيراني واسع وخطير خلال عبورها مضيق هرمز

لأول مرة منذ بدء الحرب.. عبور ناقلة غاز قطرية مضيق هرمز بإذن إيراني