تولید برق از شیشه ساختمان‌ها میسر شد

دسترسی به انرژی پاک و بی پایان رویای همیشگی بشر بوده است و انرژی خورشیدی یکی از این منابع است. به تازگی دانشمندان ژاپنی و سوئیسی با کمک هم به فناوری تولید برق از شیشه‌ای دست یافته‌اند که می‌تواند بسیاری از معایب فناوری‌های پیشین خود را رفع کرده و پتانسیل بالایی برای تولید کل برق مصرفی روشنایی ساختمان‌ها توسط خودشان داشته باشد.

در دنیایی که تقاضا برای انرژی پاک و پایدار رو به افزایش است، دانشمندان در سراسر جهان به دنبال راه‌های نوآورانه برای تولید برق هستند. بنابر گزارش Ubergizmo به تازگی پیشرفت قابل توجه در این زمینه حاصل شده که می‌توان به اختصار آن را «تولید برق از شیشه‌های ساختمان‌ها» نامید. این فناوری جدید، که به عنوان «شیشه فعال‌سازی شده با نور» نیز شناخته می‌شود، امکان تبدیل نور خورشید به انرژی الکتریکی را فراهم می‌کند، بدون اینکه به شفافیت شیشه آسیب برساند.

این روش که در مجله علمی Physical Review Applied در ماه ژانویه به صورت مقاله‌ای منتشر شده، به شیشه اجازه می دهد تا به یک ماده فعال تبدیل شود که می‌تواند جریان الکتریکی را مانند یک نیمه هادی منتقل کند.

نوآوری در تولید انرژی: شیشه‌های تولیدکننده برق

این فناوری انقلابی، که توسط دانشمندان ژاپنی و سوئیسی توسعه یافته، از مواد فتوولتائیک شفاف استفاده می‌کند که می‌توانند نور خورشید را جذب و به برق تبدیل کنند. این شیشه‌ها، که به عنوان “سلول‌های خورشیدی شفاف” نیز شناخته می‌شوند، می‌توانند در پنجره‌ها، نمای ساختمان‌ها و حتی در خودروها به کار روند تا انرژی خورشیدی را به صورت مستقیم و بدون نیاز به فضای اضافی برای نصب پنل‌های خورشیدی معمولی، جمع‌آوری کنند.

ایو بلوارد، استاد دانشگاه و مدیر آزمایشگاه Galatea در سوئیس، این فناوری را به دلیل توانایی آن در اصلاح یک ماده بدون افزودنی‌های اضافی، «غافلگیرکننده و نوآورانه» می‌داند. این پروژه مشترک شامل استفاده از شیشه تلوریت (شیشه‌های حاوی اکسید تلوریوم TeO2 به عنوان ماده اصلی) است که معمولاً در تولید فیبرهای نوری ژاپنی مورد استفاده قرار می‌گیرند.

جالب است بدانید که ایده اولیه این فناوری زمانی شکل گرفته که گوئزدن تورون، دانشجوی همکار آزمایشگاه بلوارد در این پژوهش، به طور ناخواسته کریستال نیمه هادی را طی آزمایش‌هایی با لیزر فمتوثانیه روی شیشه تلوریت ایجاد کرده است. در ادامه، مدار محاط شده با لیزر روی سطح شیشه باعث تولید جریان الکتریکی در پاسخ به نور فرابنفش و نور مرئی شده که با توسعه بیشتر می‌تواند یک مولد جریان الکتریکی به واسطه تابش نور به شیشه باشد.

تکنولوژی پیشرفته Quantum Dots و Photonic Crystals

از نقطه نظر فیزیکی باید گفت که محققان در این پژوهش از نقاط کوانتومی (Quantum Dots) و کریستال‌های فتونیک (Photonic Crystals) برای افزایش کارایی این شیشه‌ها استفاده کرده‌اند. نقاط کوآنتومی، که نانوذرات شیمیایی هستند، می‌توانند نور خورشید را در طول موج‌های خاصی جذب کنند و انرژی را به صورت مؤثرتری به برق تبدیل نمایند. از سوی دیگر، کریستال‌های فتونیک به گونه‌ای طراحی شده‌اند که می‌توانند نور را در مسیرهای معینی هدایت کنند که این امر به بهینه‌سازی جمع‌آوری نور و تبدیل آن به انرژی کمک می‌کند.

مزایای زیست‌محیطی و اقتصادی شیشه‌های مولد برق

استفاده از شیشه‌های تولیدکننده برق مزایای زیست‌محیطی قابل توجهی خواهد داشت. این فناوری می‌تواند به کاهش انتشار گازهای گلخانه‌ای کمک کرده و ساختمان‌ها را به این ویژگی مجهز کند که به خودکفایی کامل در تولید بخش قابل توجهی از انرژی مورد نیاز خود برسند.

برای مثال این شیشه‌ها می‌توانند در بخش روشنایی ساختمان‌های بلند مورد استفاده قرار گیرند و علاوه بر کاهش هزینه برق مصرفی ساختمان، فرایند ساخت و سیم‌کشی آنها را نیز بسیار ساده‌تر و ارزان‌تر کنند. علاوه بر این، از آنجایی که این شیشه‌ها می‌توانند به راحتی در ساختمان‌های موجود نصب شوند، هزینه‌های اضافی برای تغییرات ساختاری یا نصب پنل‌های خورشیدی جداگانه را کاهش می‌دهند.

در حالی که این فناوری هنوز در مراحل اولیه توسعه قرار دارد، پتانسیل آن برای تغییر چشم‌انداز تولید انرژی در سراسر جهان بسیار قابل توجه است. با پیشرفت‌های بیشتر در این زمینه، می‌توان انتظار داشت که شیشه‌های تولیدکننده برق به یک منبع انرژی معمول در آینده تبدیل شده و به گامی بزرگ در مسیر دستیابی به یک آینده پایدارتر تبدیل شود.