• من نحن؟
  • فريق العمل
  • انضم معنا
  • About Us
  • أرسل مقالك
  • ادعمنا على Patreon
  • الداعمون – Donors
  • للتواصل معنا
الثلاثاء،26 يناير 2021
الباحثون الجزائريون - Algerian Researchers
  • البيولوجيا
    • نظرية التطور
  • طب وصحة
    • التوعية الجنسية
    • دماغ وأعصاب
    • سايكولوجيا
  • فيزياء ورياضيات
    • نظرية النسبية
    • ميكانيكا الكم
  • الهندسة والتكنولوجيا
  • فضاء وفلك
  • المزيد
    • أقوال
    • التاريخ
    • الطبيعة والعلوم البيئية
    • الغذاء والتغذية
    • الفلسفة و العلوم الاجتماعية
    • الكيمياء والصيدلة
    • الفن والتراث
    • الكتاب
    • المعلوماتية
    • المكتب الإعلامي
    • الموسيقى
    • بحوث و مشاريع جزائرية
    • تفنيدات
      • علوم زائفة
    • جائزة نوبل
    • جيولوجيا
    • دراسات و بحوث و تجارب ميدانية
    • علوم اقتصادية
    • فيديو
    • فيزياء فلكية
    • لغويات
    • منوعات علمية
      • إجابات علمية
  • هل تعلم والانفوغرافيك
    • هل تعلم ؟
    • معلومة في صورة
    • ألبومات
No Result
View All Result
  • البيولوجيا
    • نظرية التطور
  • طب وصحة
    • التوعية الجنسية
    • دماغ وأعصاب
    • سايكولوجيا
  • فيزياء ورياضيات
    • نظرية النسبية
    • ميكانيكا الكم
  • الهندسة والتكنولوجيا
  • فضاء وفلك
  • المزيد
    • أقوال
    • التاريخ
    • الطبيعة والعلوم البيئية
    • الغذاء والتغذية
    • الفلسفة و العلوم الاجتماعية
    • الكيمياء والصيدلة
    • الفن والتراث
    • الكتاب
    • المعلوماتية
    • المكتب الإعلامي
    • الموسيقى
    • بحوث و مشاريع جزائرية
    • تفنيدات
      • علوم زائفة
    • جائزة نوبل
    • جيولوجيا
    • دراسات و بحوث و تجارب ميدانية
    • علوم اقتصادية
    • فيديو
    • فيزياء فلكية
    • لغويات
    • منوعات علمية
      • إجابات علمية
  • هل تعلم والانفوغرافيك
    • هل تعلم ؟
    • معلومة في صورة
    • ألبومات
No Result
View All Result
الباحثون الجزائريون - Algerian Researchers
No Result
View All Result
Home فيزياء ورياضيات

فريق بحث يجمع بين فيزياء الكم والتركيب الضوئي لتحقيق اكتشاف قد يقود إلى خلايا شمسية عالية الكفاءة

by Tarek
2017/01/09
0 0
فريق بحث يجمع بين فيزياء الكم والتركيب الضوئي لتحقيق اكتشاف قد يقود إلى خلايا شمسية عالية الكفاءة

قام أستاذ مساعد من جامعة كاليفورنيا بالجمع بين التركيب الضوئي والفيزياء للوصول إلى اكتشاف رئيسي يمكن أن يساعد في جعل الخلايا الشمسية أكثر كفاءةً. وقد نُشرت هذه النتائج مؤخرا في  « مجلة رسائل النانو – Nano Letters».
ويركز « ناثان غابور –  Nathan Gabor» على فيزياء المادة المكثفة التجريبية، مع استخدام الضوء لتحقيق القوانين الأساسية لميكانيكا الكم. ولكنه مال للاهتمام بعملية التركيب الضوئي عند بدر إلى ذهنه سؤال في عام 2010: “لماذا النباتات خضراء؟” وسرعان ما اكتشف أن لا أحد حقًّا يعرف ذلك.

خلال السنوات الست الماضية، سعى للمساعدة في تغيير ذلك من خلال الجمع بين خلفيته في الفيزياء والغوص عميقا في علم الأحياء. وقد انطلق من إعادة التفكير في تحويل الطاقة الشمسية عن طريق طرح السؤال التالي: هل يمكننا أن نجعل للخلايا الشمسية مواد تمتص بكفاءة أكبر الكمية المتذبذبة للطاقة الشمسية؟

“في الحقيقة، لقد تطورت النباتات في القيام بذلك، ولكن الخلايا الشمسية ميسورة التكلفة حاليا – والفعالة في أحسن حالاتها بنسبة 20  في المائة – لا تتحكم في التغييرات المفاجئة للطاقة الشمسية”، يقول غابور؛ “ويترتب عن هذا الكثير من الطاقة الضائعة ويساعد على منع اعتماد الخلايا الشمسية على نطاق واسع كمصدر للطاقة”.
تناول غابور، وعدد من علماء الفيزياء في « ريفرسايد، جامعة كاليفورنيا – Riverside, University of California »، المشكلة من خلال تصميم نوع جديد من الخلايا الضوئية ذات محرك حرارة كمي، ما يساعد على التعامل مع تدفق الطاقة في الخلايا الشمسية، ويتضمن تصميم خلية ضوئية بمحرك حرارة الذي يمتص الفوتونات من الشمس ويحول طاقة الفوتون إلى طاقة كهربائية.

المثير للدهشة أن الباحثين وجدوا أن الخلية الضوئية ذات محرك الحرارة الكمي يمكنها أن تنظم تحويل الطاقة الشمسية دون الحاجة إلى ردود فعل نشطة أو آليات التحكم المتكيفة. ففي التكنولوجيا الكهروضوئية التقليدية، والتي تستخدم على أسطح المنازل والمزارع الشمسية اليوم، لابد من قمع التذبذبات في الطاقة الشمسية بواسطة محولات فولطية وضوابط ردود الفعل، والتي تقلل بشكل كبير من الكفاءة العامة.

يستخدم مختبر ناثان غابور لمواد الكم والكهروبصريات تقنيات التحليل الطيفي بليزر الأشعة تحت الحمراء لاستكشاف التنظيم الطبيعي داخل الخلايا الضوئية الكمية التي تتألف من أشباه الموصلات ثنائية الأبعاد. وكان هدف فرق البحث في جامعة كاليفورنيا في ريفرسايد هو تصميم أبسط خلية ضوئية التي تحاول قدر الإمكان أن تطابق كمية الطاقة الشمسية الواردة من الشمس مع متوسط طاقة ​​الطلب وقمع تذبذبات الطاقة لتجنب تراكم الطاقة الزائدة.

وقد قارن الباحثون اثنين من أبسط نظم الخلايا الضوئية الكمية الميكانيكية: الأول امتصت فيه الخلية الضوئية لون واحد فقط من ضوء، والآخر امتصت فيه لونين. حيث وجدوا أنه، وببساطة عن طريق دمج اثنين من قنوات امتصاص الفوتونات، بدلا من واحدة فقط، يظهر تنظيم تدفق الطاقة بشكل طبيعي داخل الخلية الضوئية.
يتمثل المبدأ الأساسي في أن قناة واحدة تمتص عند طول موجي محدد، متوسط الطاقة الداخلة الموافقة له يكون مرتفعا، في حين تمتص الأخرى عند طاقة منخفضة. الخلية الضوئية تنتقل بين الطاقة العالية والمنخفضة لتحويل المستويات المتغيرة للطاقة الشمسية إلى إنتاج ثابت.

عندما طبق فريق غابور هذه النماذج البسيطة على الطيف الشمسي المقاس على سطح الأرض، اكتشفوا أن امتصاص الضوء الأخضر، الجزء الأكثر إشعاعا من طيف الطاقة الشمسية في وحدة الطول الموجي، لا يقدم أي فائدة تنظيمية، وبالتالي يجب تجنبه. لقد قاموا بتحسين ضوابط الخلية الضوئية منهجيا للحد من تذبذبات الطاقة الشمسية، ووجدوا أن طيف الامتصاص يبدو مطابقًا، تقريبا، لطيف الامتصاص الذي لوحظ في النباتات الخضراء التي تقوم بعملية التركيب الضوئي.
كما قادت النتائج التي توصل إليها الباحثون إلى اقتراح أن التنظيم الطبيعي للطاقة الذي وُجد في الخلية الضوئية ذات محرك الحرارة الكمي، قد يلعب دورً+ا حاسمًا في عملية التركيب الضوئي في النباتات، وربما يفسر هيمنة النباتات الخضراء على الأرض.
ووجد باحثون آخرون مؤخرا، أن العديد من البنيات الجزيئية في النباتات، بما في ذلك الكلوروفيل والجزيئات باء، يمكن أن تكون حاسمة في منع تراكم الطاقة الزائدة في النباتات، والتي يمكن أن تقضي عليهم.

كما اتضح للباحثين في جامعة كاليفورنيا أن البنية الجزيئية للخلية الضوئية ذات محرك الحرارة الذي قاموا بدراساته، مشابهة جدا لبنية الجزيئات المركبة للضوء التي تضم زوجا من الكلوروفيل.
تعتبر الفرضية التي وضعها غابور وفريقه، الأولى من نوعها التي تربط البنية الميكانيكية الكمية بيخضور النباتات، وتوفر مجموعة واضحة من الاختبارات للباحثين الهادفين إلى التحقق من التنظيم الطبيعي. وبنفس القدر من الأهمية، يسهل تصميمهم التنظيم دون إضافة مدخلات نشطة، وهي عملية أصبحت ممكنة بفضل البنية الميكانيكية الكمية للخلية الضوئية.

عنوان ورقة البحث هذه :”التنظيم الطبيعي لتدفق الطاقة في خلية ضوئية كمية خضراء.”

المصدر: هنا

ـــــــــــــــــــــــــــــــــــــــ
تدقيق لغويّ: Amira Bousdjira

شارك هذا المقال:

  • انقر للمشاركة على فيسبوك (فتح في نافذة جديدة)
  • اضغط للمشاركة على تويتر (فتح في نافذة جديدة)
  • المزيد
  • اضغط لتشارك على LinkedIn (فتح في نافذة جديدة)
  • انقر للمشاركة على Telegram (فتح في نافذة جديدة)
Previous Post

اكتشاف دليل على مرض السرطان في السجل الأحفوري

Next Post

تحليل البروتينات العضوية القديمة يفتح المجال لاكتشافات قادمة في علم الآثار

Tarek

Tarek

Next Post
تحليل البروتينات العضوية القديمة يفتح المجال لاكتشافات قادمة في علم الآثار

تحليل البروتينات العضوية القديمة يفتح المجال لاكتشافات قادمة في علم الآثار

أحدث المقالات

متلازمة التعب المزمن

متلازمة التعب المزمن

01/07/2020
الجمرة الخبيثة (الأنثراكس) والإرهاب البيولوجي.

الجمرة الخبيثة (الأنثراكس) والإرهاب البيولوجي.

29/06/2020
مفارقة فيرمي: أين هم الفضائيون؟

مفارقة فيرمي: أين هم الفضائيون؟

29/06/2020
لماذا لن تكون الحواسيب واعيةً حقًا!

لماذا لن تكون الحواسيب واعيةً حقًا!

26/06/2020
déjà vu الذكريات الزائفة..

déjà vu الذكريات الزائفة..

15/06/2020
اِضطراب أحلام اليقظة المفرطة

اِضطراب أحلام اليقظة المفرطة

15/06/2020
كيف تشفيك الأحلام من آلامك النفسية ؟

كيف تشفيك الأحلام من آلامك النفسية ؟

13/06/2020
ارتباط ظهور متلازمة التهابية غامضة بكوفيد-19 لدى البالغين في أوائل العشرينيات

ارتباط ظهور متلازمة التهابية غامضة بكوفيد-19 لدى البالغين في أوائل العشرينيات

13/06/2020
الضغط النفسي، بين الطبيعة النفسية والفيزيولوجية.

الضغط النفسي، بين الطبيعة النفسية والفيزيولوجية.

02/06/2020
استخدام أقنعة الوجه القماشية للمساعدة على إبطاء انتشار كوفيد-19 (1):

استخدام أقنعة الوجه القماشية للمساعدة على إبطاء انتشار كوفيد-19 (2):

19/05/2020

الأكثر قراءة

  • الأفكار الاساسية للسانيات البنيوية لدي سوسير De Saussure

    الأفكار الاساسية للسانيات البنيوية لدي سوسير De Saussure

    125 shares
    Share 125 Tweet 0
  • 12 أطول كلمة في العالم

    76 shares
    Share 76 Tweet 0
  • غشاء البكارة والعذرية (ماهو الغشاء؟ أنواع الأغشية، وحقائق عن ذلك)

    605 shares
    Share 605 Tweet 0
  • مقدمة قصيرة في شبكات الكمبيوتر (4) : طوبولوجيا الشّبكات

    29 shares
    Share 29 Tweet 0
  • ماذا تعرف عن (السابيوسكشوالتي Sapiosexuality) أو الانجذاب للذكاء؟

    1550 shares
    Share 1550 Tweet 0

جميع الحقوق محفوظة © - موقع الباحثون الجزائريون - لا يسمح بنقل أي مادة دون أخذ إذن خطي من إدارة الموقع.

No Result
View All Result
  • البيولوجيا
    • نظرية التطور
  • طب وصحة
    • التوعية الجنسية
    • دماغ وأعصاب
    • سايكولوجيا
  • فيزياء ورياضيات
    • نظرية النسبية
    • ميكانيكا الكم
  • الهندسة والتكنولوجيا
  • فضاء وفلك
  • المزيد
    • أقوال
    • التاريخ
    • الطبيعة والعلوم البيئية
    • الغذاء والتغذية
    • الفلسفة و العلوم الاجتماعية
    • الكيمياء والصيدلة
    • الفن والتراث
    • الكتاب
    • المعلوماتية
    • المكتب الإعلامي
    • الموسيقى
    • بحوث و مشاريع جزائرية
    • تفنيدات
      • علوم زائفة
    • جائزة نوبل
    • جيولوجيا
    • دراسات و بحوث و تجارب ميدانية
    • علوم اقتصادية
    • فيديو
    • فيزياء فلكية
    • لغويات
    • منوعات علمية
      • إجابات علمية
  • هل تعلم والانفوغرافيك
    • هل تعلم ؟
    • معلومة في صورة
    • ألبومات

جميع الحقوق محفوظة © - موقع الباحثون الجزائريون - لا يسمح بنقل أي مادة دون أخذ إذن خطي من إدارة الموقع.

Welcome Back!

Login to your account below

Forgotten Password?

Create New Account!

Fill the forms bellow to register

All fields are required. Log In

Retrieve your password

Please enter your username or email address to reset your password.

Log In