افزایش کارایی باتری‌های خورشیدی با کمک نانواتم فسفر

به گزارش خبرنگار خبرگزاری علم و فناوری آنا، محققان در سال ۲۰۱۹ توانستند نانوروبان‌های فسفر را کشف کنند که یک ماده شگفت‌انگیز محسوب می‌شود و در آن زمان پیش‌بینی شد استفاده از این ماده جدید می‌تواند کاربرد دستگاه‌های مختلف از باتری‌ها تا حسگرهای زیست پزشکی را متحول کند.

یافته‌های جدید این گروه تحقیقاتی نشان می‌دهد این ماده برای افزایش طول عمر باتری‌های لیتیوم یون و کارایی سلول‌های خورشیدی نیز کاربرد دارد.

باید توجه داشت که محققان این گروه مطالعاتی در تحقیقات جدید خود نانوروبان‌هایی از فسفر و مقادیر کمی آرسنیک ساختند که می‌توانند جریان الکتریسیته را درحالی‌که خواص بسیار مفید آن را حفظ می‌کنند در دمای بالای ۱۴۰ درجه سانتی‌گراد هدایت کنند.

آدام کلنسی (Dr Adam Clancy) پژوهشگر ارشد این تیم مطالعاتی در رابطه با موضوع فوق گفت: این ماده برای نخستین بار توسط ما در سال ۲۰۱۹ شناسایی شد و مطالعات تجربی پیشین ما، نوید کاربردهای قابل‌توجه نانوروبان های فسفر را داده بود. سال ۲۰۲۱ دریافتیم که افزودن نانوروبان‌ها به‌عنوان لایه‌ای جدید در سلول‌های خورشیدی پروسکایت به سلول‌ها اجازه می‌دهد تا انرژی بیشتری از خورشید دریافت کنند.

آخرین تحقیقات در زمینه آلیاژسازی نانوروبان‌های فسفر و آرسنیک، فرصت‌های بیشتری را به‌ویژه در زمینه بهبود ذخیره‌سازی انرژی باتری‌ها و ابرخازن‌ها، و تقویت آشکارسازهای نزدیک به مادون قرمز مورد استفاده در پزشکی باز می‌کند.

این مطالعه نشان می‌دهد که آلیاژسازی ابزاری قدرتمند برای کنترل خواص و در نتیجه کاربردها و پتانسیل این خانواده نانومواد در حال رشد است. محققان می‌گویند از همین روش می‌توان برای ساخت آلیاژهایی از ترکیب فسفر با عناصر دیگری مانند سلنیوم یا ژرمانیوم استفاده کرد.

به گزارش آنا، اکنون نانو روبان‌های فسفر برای استفاده به‌عنوان ماده آند در باتری‌های لیتیوم‌یون یا سدیم‌یون، باید با یک ماده رسانا مانند کربن مخلوط شوند. با افزودن آرسنیک، دیگر نیازی به پرکننده کربن نیست و این شرایط باعث افزایش میزان انرژی باتری و سرعت شارژ و خالی شدن آن می‌شود.

در همین حال، در سلول‌های خورشیدی، نانو روبان‌های آرسنیک‌فسفر می‌توانند جریان بار را از طریق دستگاه‌ها بهبود بخشند و کارایی سلول‌ها را افزایش دهند.