Teknologi Anak Bangsa -- Article Q & A Detail Download pdf Bersih, energi yang terjangkau adalah salah satu masalah yang paling mendesak di masyarakat modern.Namun, meskipun terjadi peningkatan yang besar dalam efisiensi teknologi sel surya dalam beberapa tahun terakhir, adopsi energi matahari yang meluas telah terhambat oleh biaya bahan surya yang tidak ekonomis dan masalah dengan penyimpanan energi.Dr Amanda Morris dan kelompoknya di Virginia Tech telah mengatasi tantangan ini dengan memanfaatkan kerangka organik logam untuk membangun sel surya generasi baru dan mengembangkan metode baru, yang terinspirasi oleh alam, untuk menyimpan energi yang dipanen dari sinar matahari.Dalam satu setengah jam, cukup banyak energi matahari yang menghantam bumi untuk memberi kekuatan peradaban manusia selama setahun.
Teknologi Anak Bangsa -- Sejumlah besar energi potensial untuk dimanfaatkan adalah bagian dari alasan mengapa energi matahari adalah pilihan yang menarik sebagai sumber energi terbarukan.Namun, tantangannya adalah untuk mengembangkan teknologi baru yang mampu mengubah sejumlah besar energi cahaya menjadi listrik.Sel surya paling banyakperangkat umum untuk mencapai konversi ini.Saat ini, sel surya yang tersedia secara komersial memanfaatkan perangkat berbasis silikon.
Teknologi Anak Bangsa -- Perangkat ini menggunakan dua lapisan silikon silikon yang diapit, dengan satu lapisan tipe-n dan satu lagi silikon tipe-p.Silika tipe-p adalah kekurangan elektron, sedangkan n-type memiliki kelebihan elektron.Dengan demikian, kedua lapisan akan mencoba untuk kehilangan atau mendapatkan elektron sampai stabil.Namun, pada antarmuka antara dua jenis silikon, sebuah persimpangan dibentuk yang bertindak sebagai penghalang pergerakan elektron di antara kedua lapisan tersebut.
Teknologi Anak Bangsa -- Meskipun demikian, begitu silikon menyerap cahaya, elektron ini memberi cukup energi untuk melintasi penghalang dan bergerak di sekitar sirkuit, membuat aliran arus listrik.Saat ini, sel berbasis silikon memimpin pasar dalam hal efisiensi konversi dan, karena dapat digabungkan ke dalam film tipis dan fleksibel, telah menghasilkan produksi panel surya yang jauh lebih ringan.Ini, dan generouinsentif pajak untuk 'pembangkit energi bersih', telah menyebabkan peningkatan adopsi mereka.Namun, perangkat silikon mungkin bukan masa depan konversi energi matahari.
Teknologi Anak Bangsa -- Silikon yang dibutuhkan untuk sel surya harus memiliki kemurnian yang sangat tinggi, dan proses penyempurnaan yang terlibat dalam pembuatan wafer tipis yang akhirnya berakhir pada perangkat adalah energi yang intensif dan menghasilkan sejumlah besar limbah kimia yang menimbulkan masalah lingkungan yang serius.Dr Morris berpikir bahwa keluarga senyawa yang menarik, yang dikenal sebagai kerangka organik logam, mungkin merupakan kunci untuk mengatasi ketidakstabilan dan keterbatasan perangkat sel surya saat ini.Oleh karena itu, periset, seperti Dr Amanda Morris di Virginia Tech, sedang mencari bahan alternatif.untuk sel surya generasi berikutnya.
Teknologi Anak Bangsa -- Bahan potensial yang telah membuktikan kandidat yang menarik baik untuk alasan biaya dan efisiensi termasuk sel surya yang peka terhadap zat warna dan berbasis polimer, serta perovskit.Namun, Dr Morris berpikir bahwa keluarga yang menariksenyawa, yang dikenal sebagai kerangka organik logam (MOFs), mungkin merupakan kunci untuk mengatasi ketidakstabilan dan keterbatasan perangkat sel surya saat ini.MOFs dalam film tipis MOFs adalah senyawa yang terdiri dari ion logam atau cluster, dengan berbagai motif kimia lainnya, untuk membuat struktur 1D, 2D atau 3D.Misalnya, adalah mungkin untuk membuat MOF yang bertindak sebagai 'kandang molekuler', dengan rongga di dalamnya mampu menjebak molekul kecil untuk aplikasi seperti penyimpanan hidrogen.
Teknologi Anak Bangsa -- MOFs dapat dimasukkan ke dalam susunan film tipis sebagai tipe 'sensitiser' untuk sel surya.Sedangkan di sel surya silikon tradisional, semua elektron yang terlibat dalam arus berasal dari silikon itu sendiri, dalam sel surya peka, material bertindak sebagai 'sumber elektron' kaya.Elektron ini kemudian dipindahkan ke akseptor elektron, biasanya TiO2 - sangat meningkatkan keseluruhan arus yang dihasilkan.Penelitian Dr Morris telah menunjukkan bahwa MOF berpotensi menjadi kandidat yang sangat menarik untuk penderita sensitis seperti merekary stabil dan bisa menyerap sejumlah besar energi cahaya.
Teknologi Anak Bangsa -- Hal ini menyebabkan efisiensi yang baik dibandingkan dengan penyensitif pewarna tradisional lainnya.Dengan efisiensi sel surya yang meningkat dari tahun ke tahun dan mengurangi biaya produksi, pembangkit energi surya dengan cepat menjadi alternatif untuk bahan bakar fosil.Karya Dr Morris tidak hanya berfokus pada aplikasi praktis - kelompoknya juga bekerja untuk memahami hubungan mendasar antara struktur (baik molekuler dan 3D) MOFs tersebut dan pengamatan sifat photophysical.Ini akan membantu memprediksi jenis senyawa apa yang cenderung menghasilkan kandidat yang baik untuk digunakan dalam aplikasi energi, serta meningkatkan pemahaman kita tentang fisika dasar transportasi energi.
Teknologi Anak Bangsa -- Mengapa Depkeu.Desain layer-by-layer - pemanenan cahaya terpadu, pemisahan muatan, dan katalisis dalam satu susunan Stabilitas berair (pH 2-11) Luas permukaan yang tinggi Sifat molekuler dan orientasi kristalografi memungkinkan keragaman sintetis.dan kekakuan struktural untuk studi sistematis dan kontrol atas mekanisme reaksi Fotosintesis dan bahan bakar buatan manusia MOFs mungkin memiliki aplikasi lain yang kuat di dunia energi surya.Dengan efisiensi sel surya yang meningkat dari tahun ke tahun dan mengurangi biaya produksi, pembangkit energi matahari dengan cepat menjadi alternatif yang layak untuk bahan bakar fosil.Kini, keterbatasan utamanya adalah mencari cara untuk menyimpan listrik yang dihasilkan, sampai dibutuhkan, untuk memastikan pasokan listrik terus menerus.
Teknologi Anak Bangsa -- Teknologi baterai tradisional masih jauh dari kapasitas yang dibutuhkan.Salah satu pilihannya adalah mengambil beberapa inspirasi dari alam, dan khususnya, proses fotosintesis pada tanaman.Fotosintesis adalah bagaimana tanaman mengubah energi matahari menjadi energi kimia untuk mendorong pertumbuhannya dan mendorong proses kimia yang diperlukan untuk kelangsungan hidupnya.Dr Morris telah menyelidiki bagaimana proses ini dapat dilakukan di laboratorium, sejenis 'daun buatan', dan bagaimana MOF dapat digunakan untuk help buat ini lebih efisien Tantangan terbesar dalam meniru proses di pabrik adalah menemukan cara untuk memisahkan air secara efisien menjadi hidrogen dan oksigen dengan menggunakan cahaya, dalam proses yang disebut pemisahan air berbasis foto.
Teknologi Anak Bangsa -- Hidrogen dapat disimpan sebagai 'bahan bakar matahari' dan kemudian dibakar, dengan cara yang sama dengan bahan bakar fosil saat ini, bila diperlukan energi tambahan.Fluktuasi MOFs berarti mereka dapat digunakan untuk mengkatalisis beberapa langkah dalam proses kompleks dan bahkan dapat digunakan untuk menyimpan dengan aman gas hidrogen yang dihasilkan.Kelompok Dr Morris baru-baru ini menunjukkan bagaimana Depkeu dapat digunakan untuk memperbaiki efisiensi beberapa langkah proses pemisahan air, namun tidak ada keraguan bahwa ini hanyalah salah satu dari banyak area di mana Dr Morris akan terus menjadi ujung tombak perkembangan penting lebih lanjut dalam kebersihan.pembangkit energi Menurut Anda, apa hambatan terbesar yang tersisa untuk adopsi teknologi energi surya yang lebih luas.
Teknologi Anak Bangsa -- Komponen utama biaya instalasi sel surya berasalkeseimbangan sistem.Ini mengacu pada inverter, racking, kabel, sekering, dll yang juga dibutuhkan saat memasang modul surya.Ketika datang untuk mengendalikan biaya instalasi surya dalam jangka pendek, kita perlu mengatasi biaya ini dan memfasilitasi kemajuan teknologi ini.Selain itu, sifat intermiten dari matahari memerlukan teknologi penyimpanan.
Teknologi Anak Bangsa -- Apakah solusi itu berasal dari perubahan langkah dalam kapasitas baterai atau metode untuk mengubah tenaga surya menjadi bahan bakar kimia, komunitas ilmiah harus mengatasi tantangan ini untuk pemanfaatan energi matahari yang meluas.Komunitas ilmiah harus mengatasi tantangan ini untuk pemanfaatan energi matahari secara luas.Menurut Anda, masa depan sel surya akan melibatkan campuran teknologi yang ada secara bersamaan atau adakah kemungkinan satu jenis 'menang' daripada yang lain.Sejarah, kapasitas produksi yang ada, dan infrastruktur yang prediktif terhadap teknologi dominan.
Teknologi Anak Bangsa -- Ambil sektor energi: bahan bakar fosilkeseimbangan sistem.Ini mengacu pada inverter, racking, kabel, sekering, dll yang juga dibutuhkan saat memasang modul surya.Ketika datang untuk mengendalikan biaya instalasi surya dalam jangka pendek, kita perlu mengatasi biaya ini dan memfasilitasi kemajuan teknologi ini.Selain itu, sifat intermiten dari matahari memerlukan teknologi penyimpanan.
Teknologi Anak Bangsa -- Apakah solusi itu berasal dari perubahan langkah dalam kapasitas baterai atau metode untuk mengubah tenaga surya menjadi bahan bakar kimia, komunitas ilmiah harus mengatasi tantangan ini untuk pemanfaatan energi matahari yang meluas.Komunitas ilmiah harus mengatasi tantangan ini untuk pemanfaatan energi matahari secara luas.Menurut Anda, masa depan sel surya akan melibatkan campuran teknologi yang ada secara bersamaan atau adakah kemungkinan satu jenis 'menang' daripada yang lain.Sejarah, kapasitas produksi yang ada, dan infrastruktur yang prediktif terhadap teknologi dominan.
Teknologi Anak Bangsa -- Ambil sektor energi: bahan bakar fosiln bahannya dibuang.Pengembangan kerangka organik logam belum pada tahap untuk menjamin analisis siklus hidup.Namun, aplikasi komersial pertama dari MOF baru-baru ini dilaporkan, jadi mungkin penelitian semacam itu ada di cakrawala.Menurut Anda, apakah mungkin menggabungkan beragam aplikasi kerangka organik organik dalam satu perangkat.
Teknologi Anak Bangsa -- Saya sangat percaya bahwa melalui inovasi ilmiah kita akan dapat mengintegrasikan fungsi fotosintesis ke dalam susunan kerangka organik logam.Pertanyaan untuk saya bukan kalau, tapi kapan.Sungguh, saya tidak bisa menjawabnya, tapi ini akan menjadi dorongan utama kelompok riset saya untuk masa yang akan datang.Menurut Anda, apakah mungkin melakukan fotosintesis buatan dengan efisiensi yang serupa dengan fotosintesis pada tanaman.
Teknologi Anak Bangsa -- Itu tergantung bagaimana seseorang mendefinisikan efisiensi.Jika seseorang hanya menganggap efisiensi sebagai foton surya untuk menghasilkan bahan bakar kimia, jawabannya adalah ya.Teknologi saat ini ada untuk menggerakkan fotosintesisn bahannya dibuang.Pengembangan kerangka organik logam belum pada tahap untuk menjamin analisis siklus hidup.
Teknologi Anak Bangsa -- Namun, aplikasi komersial pertama dari MOF baru-baru ini dilaporkan, jadi mungkin penelitian semacam itu ada di cakrawala.Menurut Anda, apakah mungkin menggabungkan beragam aplikasi kerangka organik organik dalam satu perangkat.Saya sangat percaya bahwa melalui inovasi ilmiah kita akan dapat mengintegrasikan fungsi fotosintesis ke dalam susunan kerangka organik logam.Pertanyaan untuk saya bukan kalau, tapi kapan.
Teknologi Anak Bangsa -- Sungguh, saya tidak bisa menjawabnya, tapi ini akan menjadi dorongan utama kelompok riset saya untuk masa yang akan datang.Menurut Anda, apakah mungkin melakukan fotosintesis buatan dengan efisiensi yang serupa dengan fotosintesis pada tanaman.Itu tergantung bagaimana seseorang mendefinisikan efisiensi.Jika seseorang hanya menganggap efisiensi sebagai foton surya untuk menghasilkan bahan bakar kimia, jawabannya adalah ya.
Teknologi Anak Bangsa -- Teknologi saat ini ada untuk menggerakkan fotosintesisDr Amanda J.Morris, Asisten Profesor Virginia Tech - Departemen Ilmu Pengetahuan Kimia 3109 Hahn Hall Blacksburg Selatan, VA 24061 Amerika Serikat E: ajmorris@vt.edu T: 1 540 231 5585 W: http: .
Tidak ada komentar:
Posting Komentar