هفت پلاس: مجله علمی، فرهنگی، هنری و سرگرمی
تبلیغات
تبلیغات
برگزیده های سایت
تبلیغات
  • هفت پلاس
  • سینما
  • ورزش
  • موسیقی
  • سیاست
  • اقتصاد
  • ماده ای جدید برای ذخیره انرژی

    مجموعه : تکنولوژی

    به تازگی محققان دانشگاه ملی استرالیا موفق به ساخت ماده ای جدید شده اند که می تواند مقدار انرژی زیادی را با تلفات بسیار کم ذخیره کند. این ماده می تواند کاربرد وسیعی در زمینه های مختلفی اعم از تکنولوژی انرژی های تجدید پذیر که در این سالها مورد توجه گسترده قرار گرفته است، ماشینهای الکتریکی که از نبود باتری های مناسب رنج برده و نتوانسته اند تا کنون جایگزین مناسبی برای خودروهای موجود کنونی شوند و یا کاربردهای دفاعی و فضایی که در آن نیاز به ذخیره انرژی برای مدت زمان زیادی است، داشته باشد.

    1

    پروفسور یون لیو که دستیار این پروژه بوده است در رابطه با ذخیره انرژی می گوید که سابق بر این مواد دی الکتریک اساس و پایه ادوات ذخیره کننده انرژی که خازن نامیده می شوند را تشکیل می داده اند.ماده جدید که نوعی اکسید فلزی است از جنبه های مختلف نسبت به دی الکتریکهای معمول برتری دارد، از این جمله می توان به قابلیت ذخیره انرژی به مقدار زیاد و قابلیت اطمینان کارکرد در طیف وسیع دمایی از ۱۹۰ درجه سانتی گراد زیر صفر تا ۱۸۰ درجه سانتی گراد بالای صفر اشاره کرد. همچنین این ماده به منظور ایجاد ادوات الکتریکی نسبت به نیمه هادی های کنونی ارزانتر است.

    پروفسور لیو درباره مزیتهای ماده ساخته شده می گوید، ماده ساخته شده دارای عملکرد بسیار بهتری نسبت به مواد دی الکتریک با ثابت دی الکتریک بالا داشته در نتیجه دارای پتانسیل بالایی برای کاربردهای مختلف خواهد بود. با توسعه دادن بیشتر این ماده، از آن می توان در ابر خازن ها استفاده کرد که می توانند انرژی به مقدار بسیار زیادی را در خود ذخیره کنند و محدودیت های کنونی در زمینه ذخیره انرژی را برطرف کند؛ در نتیجه می توان چشم اندازهای جدیدی در زمینه ذخیره الکتریسیته ایجاد شده از انرژی های تجدید پذیر، ذخیره مقدار زیادی انرژی در ماشین های الکتریکی که باعث می شود زمان کارکرد آنها بدون شارژ دوباره افزایش چشمگیری داشته باشد، و یا بهبود باتری های ذخیره کننده انرژی که در زمینه فضایی مورد استفاده قرار میگیرد متصور شد.
    professor-ray-withers-group-photo

    به عنوان یک کاربرد مهم این ابرخازن ها می توان به تنظیم توان تزریق شده به شبکه های الکتریکی در طول ساعات مختلف شبانه روز اشاره کرد. در طول روز توان مصرفی در شبکه ی الکتریکی توسط مصرف کنندگان متغیر است، با این حال تغییر سریع توان تولیدی در نیروگاه ها متناسب با توان مصرفی وجود ندارد؛ در نتیجه در برخی از ساعات توان مصرفی بیش از نیاز مصرف کنندگان خواهد بود که این مقدار اضافی باید به شیوه موثری که تلف نشود ذخیره شود. اما تاکنون راهکارهای موثر و کم هزینه ای برای ذخیره این انرژی اضافی وجود نداشته است. با استفاده از ابرخازن های ایجاد شده توسط این ماده از آنجا که این ساختار تلفات کمی خواهد داشت، می توان به عنوان یک ذخیره کننده مناسب توان مورد استفاده قرار گیرد.

    در زمیه طراحی مواد جدید محققان سالهاست که به دنبال ساخت ماده جدیدی به منظور برآورده کردن نیازهای بالا بوده اند. در واقع ماده جدید باید دارای سه مشخصه حیاتی باشد تا بتواند به طور موثر مورد استفاده قرار گیرد. اولین نکته این است که ماده باید دارای ضریب دی الکتریک بزرگ بوده تا بتواند مقدار انرژی زیادی را در خود ذخیره کند. همچنین ماده طراحی شده باید دارای ثابت تلفات کمی باشد تا انرژی ذخیره شده تلف نشود. همچنین این ماده باید بتواند در طیف وسیع دمایی کارکرد مناسبی داشته باشد تا بتواند در شرایط مختلف محیطی در دمای محیط عملکرد قابل اطمینانی از خود نشان دهد.پروفسور ویدر درباره اهمیت شرایط ذکر شده در بالا می گوید، اگر شما ماده ای طراحی کنید که دارای ثابت دی الکتریک بالایی باشد اما ثابت تلف بیشتری نیز داشته باشد، این ماده کارایی چندانی نخواهد داشت، زیرا این ماده نمی تواند انرژی را به صورت موثری ذخیره کند و بیشتر شبیه به سطلی خواهد بود که نشتی دارد.همچنین در صورتی که ماده تنها دارای عملکرد مناسبی در یک دمای خاص باشد، چندان مناسب نخواهد بود زیرا نوسانات دمایی در طول روز در عملکرد آن در محیط به شدت تأثیر خواهد گذاشت و عملکرد آن را از حالت بهینه خارج خواهد کرد. این گروه تحقیقاتی توانستند پس از پنج سال تحقیقات وسیع و کار سخت ماده ای که تمام شرایط ذکر شده را ارضا کند طراحی کرده و بسازند.
    منبع: ileev

    مطالب مرتبط

    مشترک خبرنامه شوید

    تبلیغات
  • تازه ترین ها
  • پربیننده های هفته
  • پربیننده های ماه