Физика,математика және ақпараттық технологиялар факультеті
Өзін-өзі тазартатын және шағылыстыруға қарсы нано жабындар қорғайды және тиімділікті арттырады
жүктеу/скачать 4.15 Mb.
|
- Бұл бет үшін навигация:
- 2.7.Энергияны сақтау жүйелерінде нанотехнологияларды қолдану
| Өзін-өзі тазартатын және шағылыстыруға қарсы нано жабындар қорғайды және тиімділікті арттырады
Күн батареяларының бетіндегі жарықтың сіңуі, жаңбырлы ауа-райы және күн батареяларының бетіндегі шөгінді шөгінділер сияқты жарық қозғалысы тудыратын кедергілер сияқты қоршаған орта факторлары күн батареяларының өнімділігін шектейтін факторлардың бірі болып табылады. Технологияның жетістіктері және таңғажайып өзін-өзі тазартатын және шағылысқа қарсы қасиеттері бар нанометрлік қабаттарды құру бұл мәселені шешу үшін күн энергиясын өндіруді жақсартады. Күн сәулесінің ультракүлгін толқын ұзындығын блоктау арқылы көмірсутектер сияқты органикалық қосылыстарды ұстай алатын титан оксидінің нанобөлшектері қазба отындарының шығарындыларын азайту және оларды ластанудан қорғау арқылы күн батареяларының беттерін таза ұстай алады. Осылайша, күн сәулесі жасуша бетіне енеді және реакция тиімдірек болады, ал электрондар мен қуыстардың түзілуі тиімдірек бола бастайды. Шын мәнінде, нанотехнологияны қолдана отырып, әйнек бетінің гидрофильді және гидрофобты сипаттамаларын су бетті ылғалдандырмайтындай етіп өзгертуге болады және судағы тұздардың шөгінді әсерлері әйнек бетінде қалады [5]. Жартылай өткізгіш элементтердегі электронды тесіктердің саны күн сәулесінің күшіне пропорционалды болғандықтан, күн сәулесінің шағылысатын бөлігін күн батареясының қорғаныш әйнегімен жою және оның жартылай өткізгіштің бетіне өтуі сыйымдылықты арттырудың бір әдісі болып табылады. Осыған байланысты барлық жерде полидиметилсилоксаннан (PDMS) жасалған нанокрафт немесе титан оксидінің нанобөлшектерінен жасалған кремний диоксиді нанометрлік тесіктер сияқты наноқұрылымдардан тұратын шағылысқа қарсы нанобөлшектер туралы айтылды. Осы нано жабындардың барлығы тек зертханалық өсу кезеңдерінде екенін ескере отырып, күн батареяларының өнімділігін арттыру оларды коммерцияландыру үшін қажет етеді. 2.7.Энергияны сақтау жүйелерінде нанотехнологияларды қолдану Күн энергиясын өндіру жүйелеріне қатысты кейбір мәселелер тұрақсыздық пен үзіліссіз Даму болып табылады. Мұндай жүйелердегі электр энергиясын өндіру қоршаған орта факторларына байланысты, мысалы, атмосфераның табиғаты, температура, күн сағаттарының саны және т.б. Осы себепті мұндай процестерде үздіксіз және дәйекті қорытынды жасау мүмкін емес [25]. Қазіргі уақытта қуат көзін реттеу үшін сорғы сияқты дискінің болуы қажет. Кәдімгі батареялардың салмағы, сыйымдылығы және өнімділігі төмен, сондықтан оларды жөндеу және алу пайдаланушыға қымбатқа түсуі мүмкін. Литий батареялары батареялардың соңғы толқынында алаңдаушылық тудырады. Нанотехнология да осы салада кеңінен қолданылады. Дәстүрлі ұяшықтар мен литий батареяларының арасындағы ең маңызды айырмашылық-органикалық еріткіштерді газдың орнына электролит ерітіндісі ретінде пайдалану. Литий батареялары жағдайында литий-ионды батарея екі электрод арасында электр байланысын жасайды, ол екі электрод жағдайында зарядтау арқылы электрондарды жібереді, бұл разрядқа әкеледі. Lipf6 негізіндегі литий батареяларында қолданылатын электролиттер негізінен литий алкил карбонаты, литий алкоксиді және литий фториді сияқты басқа тұз элементтері болып табылады. Сұйық электролиттердің кейбір негізгі проблемалары органикалық еріткіштерді қолдануға байланысты жоғары электр кедергісі болып табылады. Наноматериалдар электролиттің тиімділігін арттыру үшін қолданылады. Ұнтақтарды, әсіресе нанобөлшектер түрінде, алюминий оксиді, кремний оксиді және цирконий оксиді сияқты қосылыстардан сусыз электролиттерге қосу электр өткізгіштігін 6 есеге дейін арттыруы мүмкін. Кең ауқымды жұмыс бірінші буын сұйық литий батареяларын емес, қатты полимерлі электролиттерді өндіруге ықпал етті. Полимерлі электролиттердің қасиеттері электролиттің ластану ықтималдығының төмендеуі, отқа төзімділіктің жоғарылауы және осылайша қорғаныс дәрежесінің жоғарылауы болып табылады. Литий батареяларын бір күнде зарядтау және зарядтау Литий-ионды өткізгіштердегі полиэтилен оксиді негізіндегі берік полимерге көп көңіл бөлінеді. Төмен баға, берік химиялық консистенция және жоғары қорғаныс осы полимерлердің айрықша белгілері болып табылады, бірақ бұл полимерлердің литийге өткізгіштігі тек 70°-тан жоғары температурада болады және бұл полимерлердегі өткізгіштік процесі, ең алдымен, аниондардың қозғалысына және литий-ионды аккумуляторлардың беріктігін төмендететін осы полимерлер тасымалдайтын литийдің аз мөлшеріне байланысты [27]. Титан оксиді, алюминий оксиді және кремний оксиді сияқты керамикалық толтырғыш нанобөлшектерді полимер матрицасына қосу полимер матрицасы бұл мәселені айтарлықтай жояды. Сонымен қатар, нанобөлшектердің болуы 70°C температурада қайта өңделген полимер тізбектерінің кристалдануын тежейді, бұл төмен температурада аморфизация процесін тұрақтандырады және ион өткізгіштігін жақсартады. Жақында sblix (мұндағы x = as, P) бар кристалды оксидті полимерлі полимерлерге көптеген зерттеулер жүргізілді, бұл мұндай полимерлер литий иондарының түзілуіне ықпал етеді деп болжайды. Мұндай полимерлерде құбыр тәрізді полиэтилен оксиді түтігі литий иондарының қозғалысын қамтамасыз етеді. Қорытынды: Қорытындылай келе, нанотехнологияны құрылыста және күн батареяларының тиімділігін арттыруда қолдану қазіргі уақытта зерттеу процесінде болғанымен, осы саладағы коммерциялық қызметке өтпелі кезең өте жақын және сөзсіз болады деп болжауға болады. Бұл сектордың күн батареяларының тиімділігін арттырудағы үлкен перспективаларын ескере отырып, бұл технологияның коммерциялануы күн батареялары индустриясындағы маңызды бетбұрыс ретінде қарастырылуы мүмкін. Нано-жетілдірілген күн технологиясын зерттеу және дамыту әлі де дамып келе жатқанын атап өткен жөн. QDSSCS, DSSSCS, нанокримний күн батареялары және нано жабындар сияқты осы мақалада қарастырылған әртүрлі технологиялар нанотехнологияның күн технологиясында қандай рөл атқара алатынын түсінуге ықпал етті. Бұл қолданбалар үшін көптеген әзірлемелер мен оңтайландырулар жүргізілуде және болашақта күн технологиясымен нанотехнологиялардың симбиозы алдағы онжылдықтарда ультра заманауи, арзан және тиімді электр энергиясын өндірудің шешімі болуы мүмкін! жүктеу/скачать 4.15 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|