تولید برق با ذرات ریز کربن آسان می‌شود
تاریخ انتشار: ۳۱ خرداد ۱۴۰۰ | کد خبر: ۳۲۳۰۷۴۲۵
محققان مواد جدیدی با استفاده از نانولوله‌های کربنی ساختند که می‌تواند برق تولید کند، این فناوری ساختاری بسیار ساده داشته و می‌تواند پلتفورمی برای تامین انرژی فرآیند‌های صنعتی باشد.
به گزارش گروه فناوری خبرگزاری دانشجو، مهندسان موسسه فناوری ماساچوست (MIT) با استفاده از ذرات ریز کربن راهی جدید برای تولید برق ارائه کردند که می‌توان با برهم‌کنش با مایعات اطراف آنها جریان برق ایجاد کرد.
بیشتر بخوانید:
اخباری که در وبسایت منتشر نمی‌شوند!
محققان می‌گویند، این مایع که یک حلال آلی است، الکترون‌ها را از ذرات بیرون می‌کشد و جریانی را ایجاد میکند که قادر است برای هدایت واکنش‌های شیمیایی یا تأمین انرژی ربات‌های در مقیاس نانو یا میکرو مورد استفاده قرار گیرد.
مایکل استرانو، استاد مهندسی شیمی در MIT می‌گوید: «این یک ساز و کار جدید بوده و این روش تولید انرژی کاملاً نو است. این فناوری جذاب است، زیرا تمام کاری که شما باید انجام دهید این است که حلالی را از طریق یک بستر از این ذرات عبور دهید. این به شما امکان می‌دهد بدون سیم و با الکتروشیمی برق تولید کنید.»
در یک مطالعه جدید در توصیف این پدیده، محققان نشان دادند که می‌توانند از این جریان الکتریکی برای هدایت واکنشی به نام اکسیداسیون الکل، یک واکنش شیمیایی آلی که در صنایع شیمیایی مهم است، استفاده کنند.
نتایج این پروژه در نشریه Nature Communications توسط آلبرت تیانشیانگ لیو و یوئیچیرو کونای، آنتون کوتریل، امیر کاپلان، هیونا کیم، جی ژانگ، رافید ملاح و یانیک ایتمون منتشر شده است.
در سال ۲۰۱۰، استرانو برای اولین بار نشان داد که نانولوله‌های کربنی می‌توانند امواج گرمایی تولید کنند. هنگامی که یک نانولوله کربنی با لایه‌ای از سوخت پوشانده شود، پالس‌های حرارتی یا امواج حرارتی که در حال حرکت هستند، در امتداد لوله حرکت و جریان الکتریکی ایجاد می‌کنند.
این کار باعث شد تا استرانو و دانشجویانش یکی از ویژگی‌های مرتبط با نانولوله‌های کربنی را کشف کنند. آنها دریافتند که وقتی بخشی از یک نانولوله با یک پلیمر تفلونی مانند پوشانده می‌شود، عدم تقارن ایجاد میکند که امکان جریان یافتن الکترون از بخش پوشش به قسمت بدون پوشش لوله را فراهم میکند و جریان الکتریکی تولید می‌شود. این الکترون‌ها را می‌توان با غوطه‌ور شدن ذرات در یک حلال که گرسنه الکترون است، بیرون کشید.
محققان برای مهار این قابلیت ویژه، با خرد کردن نانولوله‌های کربنی و تبدیل آنها به یک صفحه، ذرات مولد برق تولید کردند. آنها یک طرف هر ورق را با یک پلیمر تفلون مانند پوشانده بودند و سپس ذرات کوچک قطعه قطعه کرده و آنها را که می‌توانند به هر شکل و اندازه‌ای باشند، خرد کردند. برای این مطالعه، آنها ذراتی ساختند که ۲۵۰ میکرون در ۲۵۰ میکرون بودند.
وقتی این ذرات در یک حلال آلی مانند استونیتریل غوطه‌ور می‌شوند، حلال به سطح بدون پوشش ذرات می‌چسبد و شروع به بیرون کشیدن الکترون از آنها میکند.
استرانو می‌گوید: «این حلال الکترون‌ها را می‌گیرد و سیستم با حرکت دادن الکترون‌ها سعی در تعادل خواهد داشت. هیچ شیمی پیچیده باتری در داخل این ساختار وجود ندارد. این فقط یک ذره است و شما آن را درون حلال قرار می‌دهید و شروع به تولید یک میدان الکتریکی میکند.»
نسخه فعلی ذرات می‌تواند حدود ۰٫۷ ولت برق در هر ذره تولید کند. در این مطالعه محققان همچنین نشان دادند که آنها می‌توانند آرایه‌هایی از صد‌ها ذره را در یک لوله آزمایش کوچک تشکیل دهند. این راکتور بسته‌بندی شده انرژی کافی برای تأمین انرژی شیمیایی به نام اکسیداسیون الکل تولید میکند که در آن الکل به آلدئید یا کتون تبدیل می‌شود. معمولاً این واکنش با استفاده از الکتروشیمی انجام نمی‌شود، زیرا به جریان خارجی بیش از حد نیاز دارد.
منبع: خبرگزاری دانشجو
کلیدواژه: کربن فناوری نانو نانولوله های کربنی نانولوله های کربنی الکترون ها
درخواست حذف خبر:
«خبربان» یک خبرخوان هوشمند و خودکار است و این خبر را به‌طور اتوماتیک از وبسایت snn.ir دریافت کرده‌است، لذا منبع این خبر، وبسایت «خبرگزاری دانشجو» بوده و سایت «خبربان» مسئولیتی در قبال محتوای آن ندارد. چنانچه درخواست حذف این خبر را دارید، کد ۳۲۳۰۷۴۲۵ را به همراه موضوع به شماره ۱۰۰۰۱۵۷۰ پیامک فرمایید. لطفاً در صورتی‌که در مورد این خبر، نظر یا سئوالی دارید، با منبع خبر (اینجا) ارتباط برقرار نمایید.
با استناد به ماده ۷۴ قانون تجارت الکترونیک مصوب ۱۳۸۲/۱۰/۱۷ مجلس شورای اسلامی و با عنایت به اینکه سایت «خبربان» مصداق بستر مبادلات الکترونیکی متنی، صوتی و تصویر است، مسئولیت نقض حقوق تصریح شده مولفان در قانون فوق از قبیل تکثیر، اجرا و توزیع و یا هر گونه محتوی خلاف قوانین کشور ایران بر عهده منبع خبر و کاربران است.
خبر بعدی:
از سیاره زهره کربن و اکسیژن نشت میکند
بر خلاف زمین، سیاره‌ای با میدان مغناطیسی ذاتی که از جو آن در برابر فرار به اعماق فضا محافظت میکند، زهره میدان مغناطیسی پایدار خود را ندارد. علت این است که فضای داخلی سردتر آن نمی‌تواند در اطراف مواد مذاب، چرخش لازم برای ایجاد و حفظ یک میدان مغناطیسی، را داشته باشد. در عوض، برخورد نور خورشید به این گوی کهربایی رنگ، اتم‌های جوی آن را دارای بار میکند، که سپس جریان‌های الکتریکی ایجاد می‌شود و یک مغناطیس‌سپهر ناپایدار و وابسته به نور خورشید تولید می‌شود.
به نقل از اسپیس، در ماه اوت سال ۲۰۲۱، کاوشگر بپی‌کلمبو به مدت ۹۰ دقیقه از میان این مغناطیس کره ضعیف عبور کرد تا سرعت خود را کاهش دهد و مسیر خود را در حالی که به سمت هدف نهایی خود یعنی سیاره عطارد حرکت می‌کرد، تنظیم کند. با این حال، دانشمندان با تجزیه و تحلیل داده‌های بازدید زودگذر این فضاپیما، به اطلاعات ارزشمندی در مورد زهره دست یافتند. به نظر می‌رسد که ذرات باردار یا یون‌ها به دلیل نور خورشید که مولکول‌های موجود در اتمسفر را با سرعت بسیار بالایی شتاب می‌دهند، از سیاره فرار می‌کنند. سرعت به اندازه کافی بالا بود که یون‌ها حتی از گرانش سیاره فرار کرده و به فضا سرازیر شوند.
لینا حدید (Lina Hadid)، محقق آزمایشگاه فیزیک پلاسما در فرانسه که این تحلیل جدید را رهبری میکند، می‌گوید: اینها یون‌های سنگینی هستند که معمولا به کُندی حرکت می‌کنند، بنابراین ما هنوز در تلاش برای درک مکانیسم‌های آن هستیم.
جو ضخیم و جهنمی زهره تحت سلطه دی اکسید کربن است، اما مقادیر کمتری نیتروژن و سایر گازهای کمیاب را نیز در خود جای داده است. دانشمندان پیش از این مقادیر اندکی از اکسیژن موجود در سمت شب زهره را کشف کرده‌اند و در ماه نوامبر گذشته، گروه دیگری از محققان این مولکول را در سمت روز سیاره نیز شناسایی کردند. گروه دوم به این نتیجه رسیدند که غلظت اکسیژن زهره همزمان با کاهش تابش خورشیدی کاهش می‌یابد.
دومینیک دلکورت (Dominique Delcourt)، یکی از نویسندگان این مطالعه، که محقق آزمایشگاه فیزیک پلاسما نیز هست، می‌گوید: بررسی از دست دادن این مولکول‌ها و مکانیسم‌های فرار آنها برای درک چگونگی تکامل جو سیاره و چگونگی از دست دادن تمام آب آن بسیار مهم است.
بپی کلمبو به پایان سفر هفت ساله خود نزدیک می‌شود و انتظار می‌رود در اواخر سال ۲۰۲۵ به عطارد برسد. در همین حال، ناوگانی از بازدیدکنندگان رباتیک قرار است در دهه آینده از زهره بازدید کنند. فضاپیمای انویژن (Envision) اروپا قصد دارد در سال ۲۰۳۱ پرتاب شود، در حالی که ماموریت فضاپیمای داوینچی ناسا که در ابتدا برای پرتاب در سال ۲۰۲۹ برنامه‌ریزی شده بود، تا سال ۲۰۳۱ به تعویق افتاده است.
این تحقیق در مقاله‌ای که روز جمعه (۱۲ آوریل) در مجله Nature Astronomy منتشر شد، توضیح داده شده است.
منبع: ایسنا
tags # نجوم سایر اخبار
فوری/ انفجار در مناطق مرکزی ایران / اسرائیل به ایران، عراق و سوریه حمله کرد