جذب کارآمد انرژی خورشیدی با کمک یک مولکول

نفتون: پژوهشگران سوئدی، نوعی مولکول ابداع کرده‌اند که می‌تواند به جذب انرژی خورشیدی بپردازد و آن را به صورت کارآمد ذخیره کند.

به گزارش ایسنا و به نقل از فیز، پژوهشگران "دانشگاه لینشوپینگ" (LiU) سوئد، مولکولی ابداع کرده‌اند که می‌تواند انرژی را از نور خورشید جذب کند و به ذخیره آن در پیوندهای شیمیایی بپردازد. یکی از کاربردهای بلندمدت این مولکول، جذب کارآمد انرژی خورشیدی و ذخیره آن برای مصارف بعدی است.

انرژی که زمین از نور خورشید دریافت می‌کند، چندین برابر انرژی مورد استفاده انسان‌ها است. این انرژی، به واسطه تجهیزات خاصی جذب می‌شود؛ اما یکی از چالش‌های مربوط به انرژی خورشیدی، ذخیره کارآمد آن است تا هنگامی که خورشید نمی‌تابد، انرژی در دسترس باشد. پژوهشگران دانشگاه لینشوپینگ در بررسی خود، امکان ذخیره انرژی خورشیدی را در یک مولکول جدید فراهم کرده‌اند.

"بو دوربیج" (Bo Durbeej)، استاد دانشگاه لینشوپینگ و سرپرست این پژوهش گفت: مولکول ما می‌تواند دو شکل متفاوت بگیرد. یک شکل که انرژی را از خورشید جذب می‌کند و یک شکل جایگزین که در آن، ساختار شکل نخست تغییر می‌یابد و انرژی بیشتری را ذخیره می‌کند و به همین دلیل، پایدار می‌ماند. این ویژگی مولکول، امکان ذخیره انرژی نور خورشید را به صورت کارآمد فراهم می‌کند.

دو شکل این مولکول، ویژگی‌های گوناگونی دارند که در میزان انرژی با یکدیگر متفاوت هستند. ساختار شیمیایی مولکول، تحت تاثیر انرژی حاصل از نور خورشید قرار دارد. بدین ترتیب با حذف نور، ساختار و ویژگی‌ها نیز تغییر می‌کنند.

"دوربیج" و همکارانش، محاسباتی را در زمینه شیمی نظری انجام دادند و به شبیه‌سازی واکنش‌های شیمیایی پرداختند. آنها برای این کار، از محاسبات پیشرفته رایانه‌ای استفاده کردند که با کمک ابررایانه‌های "مرکز ملی ابررایانه" (NSC) در لینشوپینگ انجام شد. محاسبات نشان داد که این مولکول جدید می‌تواند در واکنش‌های شیمیایی مورد نظر به کار برود.

"دوربیج" ادامه داد: بیشتر واکنش‌های شیمیایی در شرایطی صورت می‌گیرند که یک مولکول، انرژی زیادی دارد و با انتقال انرژی خود، به تدریج به یک مولکول با انرژی کم تبدیل می‌شود، اما ما این روند را به صورت معکوس طی کردیم. این مولکول جدید، انرژی کمی دارد اما به تدریج به مولکولی با انرژی زیاد تبدیل می‌شود. انتظار می‌رود که این کار، دشوار باشد؛ اما ما نشان داده‌ایم که رخ دادن یک واکنش شیمیایی می‌تواند هم سریع و هم کارآمد باشد.

پژوهشگران در حال حاضر قصد دارند نحوه انتشار انرژی ذخیره شده را از شکل پرانرژی مولکول مورد بررسی قرار دهند.

این پژوهش، در "Journal of the American Chemical Society" به چاپ رسید.