دیودهای نوری!!!

دیودهای نوری منابع روشنایی در آینده!!!

به طور اتفاقی، اختراع جدیدی پدید آمد که می تــوانــد دیــودهای نـــوری  را دگرگون کند! منبع  روشنایی آینده ما قطعا لامپ های کنونی نخواهند بود. شاید دیــوارهای خــانه مان یا میز ناهــارخــوری یا حـــتی چنگال ها منبع روشـــنایی آینــده ما باشد!

یک کشف کاملا تصادفی! دنیای دیودهای نوری را وارد مرحله تازه ای خواهد کرد (دیودهای نوری  یا دیودهای نورانی، چراغ هایی هستند که امروزه در فلاش ها، نورپردازی های تزئینی و... به کار می روند). این کشف، دیودهای نوری ارزان تر و با عمر بیشتری نسبت به چراغ های معمولی عرضه می کند که علاوه بر خاصیت دیودهای نوری  متداول، خاصیت های شگفت انگیز دیگری هم دارد که نسل چراغ های متداول خانگی امروزی را بر خواهد چید.
مایکل بورز، دانشجوی دانشگاه و اندربیلت در حال آزمایش روی نقطه های کوانتومی بود که به پدیده عجیبی برخورد کرد. نقطه های کوانتومی، بلورهایی با طول چند نانومتراند (یعنی چیزی در حدود یک هزارم قطر یک موی انسان). این نقطه ها 100 تا 1000 الکترون دارند که به آسانی ترکیب می شوند و انرژی از خود گسیل می کنند. هرچه ابعاد آن ها کوچک تر باشد آسان تر تحریک می شوند. هر کدام از این نقطه های کوانتومی که بورز جمع آوری کرده بود 33 یا 34 جفت اتم داشت. این نقطه ها دارای خاصیت های جالبی هستند. مثلا اگر شما به آن ها نوری بتابانید یا آن ها را تحت تأثیر جریان الکتریسیته قرار دهید، نور مخصوص به خودشان را ساطع می کنند که معمولا نورهای رنگی روشن است. اما هنگامی که بورز به آن ها اشعه لیزر تابانید، یک واقعه غیرعادی رخ داد. (من شگفت زده شدم. چون نور سفید خیره کننده ای تمام میز کارم را فرا گرفت. نقطه های کوانتومی می بایست نور آبی گسیل دهند، ولی به جای آن، شاهد تابش نور سفید زیبایی بودیم.) او و همکارش این نقطه های کوانتومی را با مواد دیگری مخلوط کردند و نور تازه ای ایجاد کردند که هر چند زیبایی چندانی نداشت، ولی مشابه نور لامپ های خانگی بود. این وسیله جدید، نوری بین سفید و زرد ساطع می کند که روشنایی آن دو برابر و عمرش 50 برابر لامپ های 60 وات معمولی است. 

باتری‌های لیتیومی IBM

نسل جدید باتری‌های لیتیومی IBM با استفاده از هوا شارژ می‌شوند...

متخصصان بزرگ شرکت IBM موفق شدند نخستین باتری تنفسی جهان را تولید کنند. این باتری قادر است با یک بار شارژ، انرژی لازم برای خودروهای برقی را تا مسافت 500 مایل در خود ذخیره نماید. این باتری سبک وزن و با چگالی بالا بوده و می تواند با استفاده از گاز‌های موجود در هوا، شارژ شود. اما این باتری عجیب و غریب چگونه کار می کند؟پروژه باتری‌های تنفسی IBM با هدف ایجاد باتری های مناسب خودروهای الکتریکی در سال 2009 آغاز به کار کرد.

برای اطلاع از پیچیدگی عملکرد این باتری، به تصویر ابتدای مقاله دقت کنید. باتری لیتیومی-تنفسی IBM پس از جذب اکسیژن هوا آن را با عناصر لیتیوم ترکیب کرده و پروکسید لیتیوم و انرژی الکتریکی می سازد. هر زمانی که این باتری شارژ می‌شود، اکسیژن از آن خارج می گردد. به همین خاطر است که به آن باتری تنفسی اطلاق می شود.

از آنجا که اکسیژن مورد نیاز این باتری از هوا قابل جذب است، وزن آن نیز سبک‌تر از سایر باتری‌های مشابه می‌باشد. از سوی دیگر، با وجودی که از دهه 70 میلادی بحث و گفتگو بر سر باتری‌های لیتیومی بالا گرفته است،واضح است که اکنون با استفاده از گرافین و نانو لوله‌های کربنی، فن آوری لازم برای ساخت چنین باتری‌هایی را در اختیار داریم.

این باتری ها دارای چگالی بالایی می باشند و نسبت به انواع مشابه وزن کمتری هم دارند. اکسیژن مورد نیاز این باتری ها از هوا تامین می شود. بنابراین نیازی به ذخیره وجود ندارد. فرآیند الکتروشیمیایی این باتری با ترکیب اکسیژن هوا با یونهای لیتیوم و تشکیل پراکسید لیتیوم و الکترون آزاد انجام می پذیرد. در هنگام شارژ مجدد، عکس این فرآیند اتفاق افتاده و اکسیژن به هوا پس داده می شود. بنابراین در هنگام شارژ باتری می توانید کنار خودروی خود ایستاده و نفس عمیق بکشید.

علاوه بر این، نباید از یاد ببریم که باتری‌های لیتیومی تنفسی در مقایسه با باتری های Li-ion یا Lithium-ion حجم بالاتری از انرژی را در خود ذخیره می‌نمایند. پس می‌توانند جایگزین بهتری برای سوخت های فسیلی به حساب آیند. این باتری‌ها دارای حجم انرژی ماکسیمم معادل 12 کیلو وات بر کیلوگرم هستند که تقریباً 15 برابر باتری‌های Lithium-ion انرژی را در خود جای می دهند.

سئوالی که اکنون مطرح است آنکه باتری های لیتیومی-تنفسی می توانند جایگزین بنزین شوند؟ شاید در آینده نزدیک پاسخ مان آری باشد اما اکنون نه خیر!

سلول های خورشیدی

چگونه یک سلول خورشیدی انرژی نور را به برق تبدیل می کند ؟

سلول های خورشیدی را با یک نام دیگر یعنی فتوولتاییک ( photovoltaic ) نیز میشناسند که فتو به معنی نور و ولتاییک به معنی الکتریسیته می باشد .همه این سلول ها در خود یک یا چند میدان الکتریکی دارند که باعث ایجاد ولتاژ می شوند .

در یک کریستال ، پیوندها ( بین اتم های سیلیکون) از الکترون تشکیل شده اند که بین تمام اتم های کریستال تقسیم شدند . وقتی نور به سطح کریستال می تابد جذب می شود . این نور باعث تحریک یکی از الکترونها در یکی از اتمها می شود و آن را به سطوح بالاتر انرژی هدایت می کند . این الکترون با این انرژی و با استفاده از میدان الکتریکی موجود ، در یک مسیر مشخص و با آزادی بیشتر نسبت به حالت قبلی که در بند بود حرکت می کند و حرکت آزادانه الکترون به معنی ایجاد جریان می باشد .  با وصل کردن سیم مسی به بالا و پایین این سلول خورشیدی می توان جریان تولید شده را به تسخیر در اورد.