1
ستاد ویژه توسعه فناوری نانو Iran Nanotechnology Innovation Council بستن
  • ستاد ویژه توسعه فناوری نانو

  • بانک اطلاعات شاخص های فناوری نانو

  • سایت جشنواره فناوری نانو

  • سیستم جامع آموزش فناوری نانو

  • شبکه آزمایشگاهی فناوری نانو

  • موسسه خدمات فناوری تا بازار

  • کمیته استانداردسازی فناوری نانو

  • پایگاه اشتغال فناوری نانو

  • کمیته نانو فناوری وزارت بهداشت

  • جشنواره برترین ها

  • مجمع بین المللی اقتصاد نانو

  • اکو نانو

  • پایگاه اطلاع رسانی محصولات فناوری نانو ایران

  • شبکه ایمنی نانو

  • همایش ایمنی در نانو

  • گالری چند رسانه ای نانو

  • تجهیزات فناوری نانو

  • صنعت و بازار

  • باشگاه نانو

نانوابزاری با امکان تولید انرژی و حسگری شیمیایی

کلمات کلیدی : حسگر - تولید انرژی - تبدیل انرژی تاریخ خبر : 1393/05/04 تعداد بازدید : 2413

محققان چینی با استفاده از نانوساختارهای فلزی موفق به تولید ابزاری شدند که نور خورشید را جذب و ذخیره‌سازی می‌کند. همچنین این ابزار به صورت یک حسگر قادر به شناسایی سطح گلوکز است.

در حال حاضر تمام راهبردهای مورد استفاده در جذب و ذخیره سازی انرژی خورشیدی از فناوری‌های مستقل بهرمند هستند. برای مثال دریافت انرژی خورشیدی و تبدیل آن به الکتریسیته از یک فناوری و ذخیره‌سازی از آن از یک فناوری دیگر نظیر باتری/ابرخازن یا پیل‌های سوختی بهره‌‌مند است.
مبدل فتوالکتروشیمیایی می‌تواند با دریافت نور خورشید از آن برای شکستن مولکول آب به اکسیژن و هیدروژن استفاده کند. یکی از چالش‌های موجود در این فناوری، انتخاب ماده‌ی نیمه‌هادی مناسب است که هم از نظر فتوالکتروشیمیایی پایدار باشد و هم باندگپ مناسبی داشته باشد. از سوی دیگر، هدر رفتن انرژی اکسیدی در تولید اکسیژن از آب و از دست دادن انرژی الکتریکی زمانی که الکترون از منبع ذخیره آزاد می‌شود، دو فاکتور مهم است که موجب محدود شدن کارایی این ابزار می‌شود.
پژوهشگران دانشگاه فودان موفق به ساخت مبدل فتوالکتروشیمیایی شدند که تمام فرآیندهای تولید و ذخیره‌سازی انرژی و همچنین حسگری شیمیایی را یکجا انجام می‌دهد. ژنگ می‌گوید: «ما در این پژوهش موفق شدیم انرژی خورشیدی را به طور مستقیم به دو گونه‌ی مختلف، یعنی گاز هیدروژن در فتوکاتد و انرژی الکتریکی در فتوآند، ذخیره‌سازی کنیم. نتایج نشان می‌دهد که این ابزار جدید یک شبه خازن با ظرفیت 455 F/g است. از سوی دیگر نانومواد NiO که روی سطح فتوآند رشد داده شده می‌تواند به عنوان حسگر گلوکز عمل کرده و همچنین انرژی الکتروشیمیایی را در خود ذخیره‌سازی کند. به بیان دیگر، این دستگاه هم قادر به جذب انرژی خورشیدی و ذخیره‌سازی آن است و هم می‌تواند با استفاده از انرژی ذخیره‌شده گلوکز را شناسایی کند.»
ژانگ همچنین می‌گوید: «پیش از این دو پیشرفت قابل توجه در این حوزه انجام شده بود: اولی تولید نانوکامپوزیت TiO2/Ni(OH)2 که قادر به تولید هیدروژن و ذخیره انرژی بود که در آن انرژی به صورت تولید شیمیایی Ni2+ و Ni3+ ذخیره‌سازی می‌شود. دومین پیشرفت، ارائه‌ی راهبرد فتوسنتز مصنوعی جدیدی است که طیف وسیعی از نور را مورد استفاده قرار می‌دهد.»
این گروه تحقیقاتی با ادغام این دو نوآوری موفق به ساخت این مبدل جدید شدند. این اولین باری است که یک مبدل فتوالکتروشیمیایی با ابزار شبه خازن، بدون این که نیاز به یک ولتاژ بایاس خارجی باشد، ادغام می‌شود. این نخستین بار در جهان که حسگری الکتروشیمیایی بدون نیاز به تقویت سیگنال فعال تولید می‌شود که انرژی خود را از خورشید دریافت می‌کند.