تا حالا فکر کردی اگه بشه پنل‌های خورشیدی رو خیلی قوی‌تر کرد چی میشه؟ دانشمندها یه روش جالب پیدا کردن که باهاش میشه قدرت ژنراتورهای خورشیدی رو تا ۱۵ برابر بیشتر کنن! یعنی اگه قبلاً با پنل خورشیدی فقط یه چراغ کوچیکو روشن می‌کردی، الان می‌تونی کلی وسیله بیشتر رو راه بندازی.
قبل از اینکه بیشتر برات توضیح بدم، بذار یه چیزی روشن بگم: این روش مربوط به دستگاه‌هایی به اسم STEG هست. STEG مخفف Solar Thermoelectric Generator ـه. یعنی چی؟ یعنی یه دستگاه که با استفاده از گرمای خورشید برق تولید می‌کنه، نه مستقیم از نور خورشید مثل پنل‌های معمولی! این کار با استفاده از اثر سیبک انجام میشه. اثر سیبک (Seebeck effect) یعنی وقتی بین دو نقطه از یه ماده اختلاف دما ایجاد میشه، جریان الکتریکی راه می‌افته. یه جورایی به خاطر همین داستان، میشه با تفاوت گرما برق گرفت.
مشکل این جور ژنراتورها همیشه این بوده که راندمانشون خیلی پایینه، یعنی از کل نوری که خورشید بهشون می‌تابونه، کمتر از ۱ درصدش رو تبدیل به برق می‌کنن! در حالی که پنل‌های خورشیدی خونه‌ها معمولاً ۲۰ درصد نور رو تبدیل به برق می‌کنن که خیلی فرق بزرگیه.
اینجا همون جاییه که پروژه فلز سیاه وارد میشه. چندتا دانشمند دانشگاه روچستر، توی ۵ سال گذشته روی یه روش کار کردن که باعث میشه کارایی این ژنراتورها ۱۵ برابر بیشتر بشه. اونا با یه لیزر خیلی قوی و دقیق، سطح یه تیکه فلز تنگستن رو سوراخ-کاری (همون حکاکی فوق‌العاده ریز و نانومتری) می‌کنن. این کار باعث میشه فلز کامل سیاه بشه، یه سیاهی عمیق. تازه این سیاه شدن فقط ظاهرش نیست! این باعث میشه فلز خیلی بهتر گرما رو جذب و نگه داره.
بعد اومدن روی این فلز سیاه، یه ورق پلاستیکی انداختن تا مثل یه گلخونه کوچیک عمل کنه و حرارت رو فراری نده. نتیجه اینه که گرماب یشتر جذب و ذخیره بشه و کمتر به بیرون نشت کنه.
حالا برای طرف سرد دستگاه، از یه تیکه آلومینیوم معمولی استفاده کردن و دوباره با همون لیزر، روش رو پر از شیارهای خیلی ریز کردن؛ یه چیز شبیه هیت سینک (heat sink یعنی همون وسیله‌ای که کمک می‌کنه گرما سریع‌تر پخش بشه و دستگاه سرد بمونه) اما فوق‌العاده قوی! طبق ادعای دانشمندا، این آلومینیوم لیزری‌شده می‌تونه دو برابر بهتر از هیت سینک‌های معمولی، گرما رو دفع کنه.
خب، چالش اینجا بود که STEG قدیمی اصلاً نمی‌تونه یه LED رو با نور خورشیدِ معمولی روشن کنه. دانشمندا تصمیم گرفتن با سیستم جدیدشون آزمایش کنن. نتیجه‌ش فوق‌العاده بود: STEG با این ترفند فلز سیاه، تونست یه LED رو با قدرت کامل و با نوری که فقط ۵ برابر نور عادی خورشید بود، روشن کنه! در حالی که نسخه قدیمی حتی با نوری ۱۰ برابر هم زورش نمی‌رسید! یعنی قدرت خروجی ۱۵ برابر افزایش داشت.
البته فعلاً این فناوری رقیب اصلی مزرعه‌های خورشیدی بزرگ نیست، اما میشه ازش برای گجت‌های کوچیک مثل سنسورهای وایرلس IoT (IoT یعنی اینترنت اشیاء – همون دستگاه‌هایی که بدون سیم به اینترنت وصل میشن)، یا وسایل پوشیدنی و حتی تو مناطق روستایی که برق ندارن، استفاده کرد. تصور کن تو روستاها یا تو دل طبیعت با همچین فناوری‌ای میشه حتی خارج از شبکه برق هم برق داشت!
نکته جالب اینه که تا حالا همه فقط دنبال این بودن که مواد نیمه‌رسانا (semiconductor یعنی ماده‌هایی که نه هادی محضن نه عایق کامل و میشه خواص الکتریکی‌شون رو کنترل کرد) داخل دستگاه‌ها رو بهتر کنن. اما این تیم، اصلاً به نیمه‌رساناها دست نزد و فقط با طراحی هوشمند قسمت داغ و سرد، این پیشرفت رو رقم زد.
جالب شد نه؟ به نظر میاد راه‌حل بعضی مشکل‌ها نه تو هسته تکنولوژی بلکه تو دور و برش قایم شده! اگه علاقه‌مند به خورشیدی و نوآوری هستی، حتماً اخبارش رو دنبال کن، چون آینده داره هیجان‌انگیز میشه!
منبع: +
