fr.chemi3t
08-10-2012, 10:12 PM
گروهي از محققان در موسسه فناوري جرجيا و دانشگاه زيامن در چين روش جديدي براي تهيه نانوميله‌هاي دي اکسيد تيتانيوم (TiO2) يکنواخت روي الياف کربني ارائه کرده است. اين روش جديد نسبت به روش سل - ژل که معمولا استفاده مي‌شود، مزايايي دارد. روش سل - ژل نياز به دماي بالا دارد و ممکن است سبب ترک‌هاي در اين مواد شود.
ساختن پيل‌هاي خورشيدي شبه لوله‌اي بواسطه مراحل چندگانه چالش‌انگيز است. اين مراحل شامل تبديل ورقه Ti خالص به نانوميله‌هاي TiO2، روکش‌دهي الياف کربني با اين نانوميله‌ها و مرتب‌سازي يکنواخت اين نانوميله‌ها روي اين الياف، مي‌باشند. همانطور که اين محققان توضيح مي‌دهند، يک محلول ايده‌آل براي تهيه نانوساختارهاي TiO2 روي الياف کربني جهت رشد آنها بصورت مستقيم روي سطح اين الياف، لازم است. آنها اين کار را انجام داده و براي تبديل تيتانيوم به نانوميله‌هاي TiO2 تک‌بلوري همراستاي عمودي روي الياف کربني از يک روش حل کردن و رشد دادن استفاده کردند.
http://pnu-club.com/imported/2012/08/506.jpg
شرح شماتيکي از آرايه‌هاي نانوميله TiO2 روي الياف کربني ساخته شده به طريق روش حل کردن و رشد دادن.
سپس اين محققان براي بهبود بيشتر عملکرد اين افزاره، از يک روش حکاکي و رشد دادن جهت حکاکي اين نانوميله‌ها بصورت آرايه‌هاي خوشه‌اي مثلثي با استفاده از يک عمليات هيدروترمال با اسيد هيدروکلريک استفاده کردند.
بعد از آرايش اين الياف کربني روکش‌داده شده با نانوميله‌ها بعنوان آندهاي نوري در پيل‌هاي خورشيدي حساس شده با رنگ‌دانه (DSSCs) لوله‌اي شکل، اين محققان بصورت آزمايشگاهي عملکرد اين پيل‌هاي خورشيدي را بررسي کردند. نتايج اين آزمايش‌ها نشان داد که اين پيکربندي نانوميله‌اي خوشه‌اي مثلثي راندمان تبديل انرژي برابر با يک و بيست و هشت صدم درصد دارد، در حالي که راندمان پيکربندي غيرخوشه‌اي هفتاد و شش صدم درصد است. اين محققان بهبود در راندمان را به سطح ويژه بالاتر نانوميله‌هاي خوشه‌اي نسبت مي‌دهند که توانايي مولکول‌هاي رنگ‌دانه‌اي را براي جذب بيشتر مي‌کند و منجر به تحريک‌هاي الکتروني بيشتر مي‌شود.
سطح ويژه بالا اين پيل‌هاي خورشيدي لوله‌اي شکل را قادر به گرفتن نور از همه جهت مي‌کند و مي‌تواند آنها را براي کاربردهايي تحت نور شديد خورشيد جذاب کند. اين روش براي رشد نانوسيم‌هاي TiO2 روي الياف کربني را مي‌توان براي ساخت کاتاليست‌هاي نوري و باتري‌هاي يون ليتيوم نيز بکار برد.
اين محققان جرئيات نتايج کار تحقيقاتي خود را در مجله‌ي Journal of the American Chemical Society منتشر کرده‌اند.
ساختن پيل‌هاي خورشيدي شبه لوله‌اي بواسطه مراحل چندگانه چالش‌انگيز است. اين مراحل شامل تبديل ورقه Ti خالص به نانوميله‌هاي TiO2، روکش‌دهي الياف کربني با اين نانوميله‌ها و مرتب‌سازي يکنواخت اين نانوميله‌ها روي اين الياف، مي‌باشند. همانطور که اين محققان توضيح مي‌دهند، يک محلول ايده‌آل براي تهيه نانوساختارهاي TiO2 روي الياف کربني جهت رشد آنها بصورت مستقيم روي سطح اين الياف، لازم است. آنها اين کار را انجام داده و براي تبديل تيتانيوم به نانوميله‌هاي TiO2 تک‌بلوري همراستاي عمودي روي الياف کربني از يک روش حل کردن و رشد دادن استفاده کردند.
http://pnu-club.com/imported/2012/08/506.jpg
شرح شماتيکي از آرايه‌هاي نانوميله TiO2 روي الياف کربني ساخته شده به طريق روش حل کردن و رشد دادن.
سپس اين محققان براي بهبود بيشتر عملکرد اين افزاره، از يک روش حکاکي و رشد دادن جهت حکاکي اين نانوميله‌ها بصورت آرايه‌هاي خوشه‌اي مثلثي با استفاده از يک عمليات هيدروترمال با اسيد هيدروکلريک استفاده کردند.
بعد از آرايش اين الياف کربني روکش‌داده شده با نانوميله‌ها بعنوان آندهاي نوري در پيل‌هاي خورشيدي حساس شده با رنگ‌دانه (DSSCs) لوله‌اي شکل، اين محققان بصورت آزمايشگاهي عملکرد اين پيل‌هاي خورشيدي را بررسي کردند. نتايج اين آزمايش‌ها نشان داد که اين پيکربندي نانوميله‌اي خوشه‌اي مثلثي راندمان تبديل انرژي برابر با يک و بيست و هشت صدم درصد دارد، در حالي که راندمان پيکربندي غيرخوشه‌اي هفتاد و شش صدم درصد است. اين محققان بهبود در راندمان را به سطح ويژه بالاتر نانوميله‌هاي خوشه‌اي نسبت مي‌دهند که توانايي مولکول‌هاي رنگ‌دانه‌اي را براي جذب بيشتر مي‌کند و منجر به تحريک‌هاي الکتروني بيشتر مي‌شود.
سطح ويژه بالا اين پيل‌هاي خورشيدي لوله‌اي شکل را قادر به گرفتن نور از همه جهت مي‌کند و مي‌تواند آنها را براي کاربردهايي تحت نور شديد خورشيد جذاب کند. اين روش براي رشد نانوسيم‌هاي TiO2 روي الياف کربني را مي‌توان براي ساخت کاتاليست‌هاي نوري و باتري‌هاي يون ليتيوم نيز بکار برد.
اين محققان جرئيات نتايج کار تحقيقاتي خود را در مجله‌ي Journal of the American Chemical Society منتشر کرده‌اند.