تصور کنید نور خورشید هنوز در عمق ده متری زیر امواج، تجهیزات را تغذیه میکند. این غیرقابلباور به نظر میرسد، اما گروهی از پژوهشگران در چین فناوری خورشیدی را عمیقتر از آنچه اغلب عملی میدانستند پیش بردهاند.
تأمین برق ابزارهای غوطهور مدتهاست که یک چالش لجستیکی بوده است. باتریها خالی میشوند. کابلها حرکت را محدود میکنند. سرویس و تعمیر تجهیزات در میدان هزینهبر و زمانبر است. بنابراین دانشمندان یک سؤال ساده و پافشاریگونه مطرح کردند: آیا سلولهای فوتوولتائیک میتوانند در جایی که نور کم است و دریا نامطمئن است کار کنند؟
پاسخ از آزمایشهایی در نزدیکی دریای چین جنوبی بهدست آمد. پژوهشگران دانشگاه یوننان پنلها را تا عمق ده متر فرستادند و از آنها برای شارژ چند باتری لیتیومی در حدود دو ساعت استفاده کردند. ترفند فقط غوطهور کردن سلولهای مرسوم نبود؛ تیم دستگاههای جدیدی ساخت که از پروسکایتهای هالید سرب ترکیبشده با پلیمر «پلیهگزامتیلن گوانیدین هیدروکلراید» تشکیل شده بودند تا عملکرد و پایداری را در آب دریا بهبود دهند.
چقدر برق تولید شد؟ در آزمایشها سلولها تقریباً 1416 میلیواتساعت در دو متر، 752 میلیواتساعت در شش متر و 324 میلیواتساعت در ده متر تولید کردند. بازده کلی تبدیل در اندازهگیریهای آزمایشگاهی حدود 35 درصد بود. شاید برای راهاندازی یک پیشرانه بزرگ کافی نباشد، اما برای دوربینهای کوچک، حسگرهای محیطی و سامانههای ارتباطی کممصرف که در نزدیکی سطح کار میکنند، کاملاً مناسب است.
آنچه این کار را قابل توجه میکند مقیاس و دوام آن است. پژوهشهای پیشین درباره فوتوولتائیک زیرآبی عمدتاً در چند متر اول عمق باقی میماندند، که برای بسیاری از اجراییات میدانی کاربردی نبود. تیم یوننان میگوید پنلهای آنها میتوانند بیش از پنج سال بدون نیاز به تعویض زیر آب کار کنند و راه را برای ایستگاههای بلندمدت و بدون نگهداری روی بستر دریا یا پلتفرمهای متصل به بویه باز میکند.
نکاتی هست. رشد زیستی دریایی، از لایههای لزج تا جلبک و صدفها، میتواند سطوح نوری را بپوشاند و جذب انرژی را کاهش شدیدی دهد. اینکه این سلولهای مبتنی بر پروسکایت چگونه در برابر شیمی واقعی آب دریا، طوفانها و آلودگی زیستی تاب میآورند، هنوز به مطالعه میدانی طولانیمدت نیاز دارد. آیا نیاز به برنامههای پاکسازی یا پوششهای ضدرسوب خواهد بود؟ محتمل است.
فعلاً این پژوهش به مدلی متفاوت برای پایش اقیانوس اشاره میکند: حسگرهای توزیعشده و خودگردان که با نور پیرامون فیلترشده توسط آب تغذیه میشوند. این مطالعه در مجله Cell منتشر شده و یک سؤال عملی و خوشبینانه مطرح میکند: اگر فناوری خورشیدی بتواند ده متر آب دریا را تحمل کند، چه تعداد از خلأهای دادهای در دریا میتوانند سرانجام پر شوند؟
"من همیشه به دنبال دانستنِ پشتصحنهی پدیدهها هستم؛ اینکه چرا اتفاق میافتند و چه معنایی برای زندگی ما دارند. به نظرم علم زیباترین زبان گفتوگو با جهان است."
گفتگو
نظر بگذارید
نظرات
هنوز نظری ثبت نشده. اولین نفر باشید.