النجاح في تحسين كفاءة إنتاج الطاقة للخلايا الشمسية الحساسة للألوان باستخدام تقنية النانو

 | تاریخ ارسال: 2024/01/20 | 
وفقًا لتقریر العلاقات العامة لجامعة أمیرکبیر التکنولوجیة، فإن محبوبة رفیعی بور تشیرانی طالبة الدکتوراه فی مجال الکیمیاء التطبیقیة بجامعة أمیرکبیر التکنولوجیة ومنفذة مشروع:  "تحضیر مواد حشو نانویة تعتمد على الجرافین مع مرکب معدنی وسیط بهدف تحسین أداء الخلایا الشمسیة الحساسة للألوان" قالت: مع النمو السریع فی المجال الصناعی وتغییر نمط الحیاة فإن الطلب العالمی على الطاقة یتزاید بشکل مطرد.

وذکرت الباحثة إن إشعاع الشمس هو أفضل مصدر بیئی وأکبر مصدر متاح للطاقة النظیفة، وأقرت الباحثة بأن استخدام الطاقة الشمسیة فی التکنولوجیا الکهروضوئیة یمکن أن یکون حلاً معقولاً لتحدی توفیر الطاقة
وأضافت قائلةً: إن التقدم فی إنتاج الخلایا الشمسیة الحساسة للون أحدذ نقطة تحول فی تصمیم خلیة شمسیة قتصادیة خفیفة الوزن. تولید الطاقة فی الألواح الشمسیة الحساسة للون أو اصطلاحاً DSSC  یشبه انتاج الطاة فی الخلایا المشسیة الصبیغة او ما یسمى بالترکیب الضوئی، الصبغة الحساسة للضوء التی یطلى بها القطب الکهربائی تمتص أشعة الشمس التی تقوم بتحفیز الالکترونات مما یسبب تولید الکهرباء بالتالی انتقال الکهرباء من الالکترونات الى الالکترودات الموجودة ضمن الخلیة وهذا مایعتبر وظیفة الالکترولیت.
وذکرت الباحثة أن تحقیق ترکیبة مستقرة فی المحلول الکهربائی من خلال إیجاد توازن بین الأداء الکهروضوئی و الاستقرار على المدى الطویل، هو أحد معوقات التسویق الناجح لـ DSSC وقالت: تشکل الطبیعة المسببة للتآکل والثبات المنخفض لزوج الأکسدة والاختزال فی المذیبات العضویة للإلکترولیتات تحدیًا کبیرًا لإنتاج DSSC على المستوى الصناعی.

وقالت: "لقد نجحنا لأول مرة من خلال تصنیع نوعین مختلفین من الحشوات النانویة المعتمدة على أکسید الجرافین فی مذیب سوائل إیمیدازولیوم الأیونیة، فی التوصل إلى مرکب مستقر فی إلکترولیت شبه صلب یتمتع بکفاءة عالیة فی تحویل الطاقة. ووفقاُ لقول الباحثة فإن استخدام هذا النوع من الالکترولیتات النانویة المرکبة التی تعتمد على سوائل أیونیة صدیقة للبیئة یمکنأن یحد من تسرب الإلکترولیتات و یحسن مرونة و استقرار الجهاز.
وقالت: من ممیزات هذا المشروع الحصول على خلیةشمسیة حساسة للألوان تعتمد على محلول الکترولیتی (سائل أیونی) إلى جانب نظام مرکب یحتوی على مواد حشو نانویة متوافقة بشکل کبیر مع البیئة مقارنة بالإلکترولیتات العضویة المتطایرة مثل الأسیتونیتریل والفالیرونیتریل والتی یمکن أن تزید من کفاءة تحویل الطاقة.
 وأشارت إلى الممیزات الأخرى لهذا المشروع، فقالت: من ناحیة أخرى، نجحنا فی تصنیع مشتقات جدیدة من أکسید الجرافین باستخدام معدن الکوبالت الوسیط، والذی من المتوقع أن یلعب دور الأکسدة والاختزال المساعد فی مصفوفة الإلکترولیت..
أیضًا، فی هذا البحث، ولأول مرة، تم استخدام اللانسوبرازول کمجموعة وظیفیة مرتبطة تساهمیًا فی بنیة أکسید الجرافین.


وأشارت الباحثة إلى المزایا التنافسیة للمشروع قائلةً: من المرجو أن یؤدی استخدام المرکبات الجدیدة إلى جانب أکسید الجرافین إلى خلق نافذة نحو بناء خلایا شمسیة فعالة ومستدامة..
تجدر الإشارة إلى: الأساتذة المشرفون على هذا المشروع هم البرفسورة الهه کوثری و الدکتوره مریم یوسف زاده و الاستاذ المشارک البروفسور حسین سالارآملی أعضاء الهیئة العلمیة فی جامعة أمیر کبیر للتکنولوجیا وقد کان هذا المشروع تحت رعایة أساتذة مشرفین من مرکز النانوفایبر وتقنیة النانو فی کلیة الهندسة المیکانیکیة فی الجامعة الوطنیة فی سینغافورة وتم نشر نتائج هذا المشروع فی مجلة Journal of molecular liquids.
الخبر الکامل