نانوذراتي كه نور خورشيد را با كارايي 90 درصد به گرما تبديل مي‌كند

به گزارش روز چهارشنبه ايرنا از ستاد ويژه توسعه فناوري نانو، يك گروه تحقيقاتي از ژاپن با انجام تحقيقاتي نشان دادند كه نانوذرات فلزات انتقالي كه به صورت نيتريد و كاربيد باشند قادر به جذب نور خورشيد خواهند بود. محققان اين پروژه براي اثبات يافته‌هاي خود، اين نانوذرات را به آب افزوده و نشان دادند كه به سرعت دماي آب افزايش مي‌يابد.
ساتوشي ايشي و تاداكي ناگاو از گروه نانوسيستم‌هاي فتونيك مؤسسه نانومعماري مواد ژاپن (MANA) نشان دادند كه افزودن نانوذرات كاربيدي و نيتريدي فلزات انتقالي مي‌تواند به سرعت دماي آب را افزايش دهد.
نور خورشيد از منابع مهم براي تأمين انرژي است. معمولاً از نور خورشيد براي گرم كردن آب و سپس از آن براي توليد الكتريسيته استفاده مي‌شود. ميزان تبديل نور به گرما يكي از عوامل مهم در اين فرآيند است. نيمي از مصرف انرژي در منازل صرف گرم كردن آب و هوا مي‌شود. اگر بتوان روشي براي استفاده از نور خورشيد براي اين كار ارائه كرد، مي‌توان بدون نياز به الكتريسيته، آب يا هوا را گرم كرد با اين كار ميزان نشر دي اكسيد كربن كاهش مي‌يابد.
در اين پروژه محققان به صورت مستقيم نانوذرات را وارد آب كردند تا جذب نور خورشيد توسط آب را به حداكثر برسانند.
ناتو لومزاوا و همكارانش محاسباتي انجام دادند كه بهترين مواد را براي توليد نانوذرات به منظور استفاده در آب معرفي كنند. آن‌ها به دنبال تركيبي بودند كه بتواند با كارايي بالا تبديل انرژي را انجام دهد. نتايج يافته‌هاي آن‌ها نشان داد، كاربيدها و نيتريدهاي فلزات انتقالي مي‌تواند بهترين گزينه براي اين كار باشد. اين تركيبات سراميكي جاذب‌هاي بسيار مناسبي هستند.
اين گروه نيتريد تيتانيوم را انتخاب و آن را در آب غوطه‌ور كردند. نتايج آزمايش‌ها نشان داد كه اين نانوذرات با كارايي 90 درصد مي‌توانند انرژي را تبديل كنند. از آنجايي كه رزونانس پلاسموني در سطح اين ذرات اتفاق مي‌افتد، فرآيند جذب نور با كارايي بالاتري نسبت به نانوذرات طلا و كربن اتفاق مي‌افتد.
اين گروه قصد دارند از اين روش براي گرم كردن زمين، آب و پساب‌ها استفاده كنند. براي اين كار از مواد هيبريدي حاوي پليمر و نانوذرات استفاده مي‌شود.
علمي **1311**1440