بخشی از مقاله
چکیده
» تکنولوژی نانو راهی به سوی بهره بیشتر از انرژی های تجدیدپذیر« عنوان نوشتاری است که سعی بر آن داشته است با مبنا قرار دادن تولیدات حاصل از تکنولوژی نانو ، به اهمیت این فناوری در داشتن انرژی های پاک و تجدیدپذیر تأکید نماید ودر ضمن آن نیز به مزایای استفاده از این فناوری نیز اشاره شده است که نه تنها در تولید انرژی های پاک، بلکه در سایر جنبه های زندگی اجتماعی وشخصی بشر نیز، استفاده از این فناوری به صرفه و مورد توجه است.
.1 مقدمه
با توجه به اینکه جهان امروزی، جهان پیشرفت های کلان در صنعت، پزشکی وتولید و... است، نیازمند بهره گیری از منابعی است که علاوه بر بازدهی مستمر در روند به کارگیری، دارای ماندگاری بیشتر، هزینه های تولیدی کمتروبه تبع آن، خطرات زیست محیطی کمتری نیز باشند.
با یک بیان سادهتر، انسان امروزی در دغدغه بهره مندی از منابعی است که دارای چند خصوصیت عمده باشد که به شرح ذیل است:
.1 هزینه های تولید ونگهداری واستفاده از آن کم باشد.
.2 بیشترین سود دهی را داشته باشد .
.3 با منابع کمتر وصرف وقت کمتری، بیشترین انرژی برای او حاصل شود.
.4 تمام شدنی نباشد.
.5 خطرات حاصل از استفاده آن کم یا در حد صفرباشد.
.6 کم ترین فضا را اشغال کند و
.7 قابل بازیافت باشند و ....
با این تفاسیر، آن چه که باید مد نظر قرار بگیرد، استفاده از منبعی است که تمام این خصوصیات و خصوصیات احتمالی دیگر را نیز به همراه داشته باشد. یعنی؛ منبعی که درتولید انرژی های مورد استفاده، خطر کمتری برای بشریت داشته باشد ، بیشترین بازدهی را عاید انسانهای مصرف کننده آن نماید و جزو انرژی های پاک محسوب گردد و ... وتمامی این اهداف در فناوری با نام »نانو« قابل رؤیت است. ولی آنچه که در این جا مطرح میشود این سؤال است که فناوری نانو چه تأثیری در تولید انرژی های پاک دارد؟
.2تعاریف
قبل از ورود به بحث اصلی باید بیان نمائیم که؛ اصطلاح »نانو« از واژه یونانی« Nanos » مشتق شده وبه معنای »کوتوله« است{1}و»فناوری نانو« نامی است که به یک فناوری تولیدی اطلاق می شود و زمانی محقق میشود که توانایی ساختن اشیاء از اتم ها وجود داشته باشد. در این صورت توانایی آرایش دوباره مواد با دقت اتمی را به وجود می آورد. در واقع فناوری نانو به مطالعه مواد در مقیاس مولکولی و اتمی می پردازد.
به تعبیر دیگر؛ علم و فناوری نانو توانایی به دست گرفتن کنترل ماده در ابعاد نانومتری - ملکولی - و بهره برداری از خواص و پدیده های این بعد در مواد، ابزارها و سیستمهای نوین است.
یعنی، نانوتکنولوژی، توانمندی تولید مواد، ابزارها و سیستمهای جدید با در دست گرفتن کنترل در سطوح ملکولی و اتمی و استفاده از خواص است که در آن سطوح ظاهر میشود .
از همین تعریف ساده برمیآید که ؛ نانوتکنولوژی یک رشته جدید نیست، بلکه رویکردی جدید در تمام رشتهها است. برای نانوتکنولوژی کاربردهایی را در حوزه های مختلف از غذا، دارو، تشخیص پزشکی و بیوتکنولوژی تا الکترونیک، کامپیوتر، ارتباطات، حملونقل، انرژی، محیط زیست، مواد، هوافضا و امنیت ملی برشمرده اند.کاربردهای وسیع این عرصه به همراه پیامدهای اجتماعی، سیاسی و حقوقی آن، این فن آوری را بهعنوان یک زمینه فرا رشتهای و فرابخش مطرح نموده است.
.3انواع انرژی :
هر چند آزمایشها و تحقیقات پیرامون نانوتکنولوژی از ابتدای دهه 80 قرن بیستم به طور جدی پیگیری شد، اما اثرات تحول آفرین، معجزه آسا و باورنکردنی نانوتکنولوژی در روند تحقیق و توسعه باعث گردید که نظر تمامی کشورهای بزرگ به این موضوع جلب گردد و فناوری نانو را به عنوان یکی از مهمترین اولویتهای تحقیقاتی خویش طی دهه اول قرن بیست و یکم محسوب نمایند.
استفاده از این فنآوری در کلیه علوم پزشکی، پتروشیمی، علوم مواد، صنایع دفاعی، الکترونیک، کامپیوترهای کوانتومی و غیره باعث شده که تحقیقات در زمینه نانو بهعنوان یک چالش اصلی علمی و صنعتی پیش روی جهانیان باشد. لذا محققین، اساتید و صنعتگران ایرانی نیز باید در یک بسیج همگانی، جایگاه، موقعیت و وضعیت خویش را در خصوص این موضوع مشخص نمایند و با یک برنامهریزی علمی دقیق و کارشناسانه به حضوری فعال و حتی رقابتی سالم در این جایگاه، عرضاندام و ابراز وجود نمایند و برای چنین کاری طراحی یک برنامه منسجم، فراگیر و همه جانبه اجتنابناپذیر است.
اما، در این نوشتار علاوه بر تمام این مزیتهایی که برای این فناوری شمردیم، کوشیده ایم که نقش فناوری نانو را در تولید انرژی های پاک به اثبات برسانیم.
بنابراین آشنایی با انرژی های موجود در جهان در اینجا ضروری به نظر میرسد که به چهار گروه عمده زیر تقسیم می شود:
انرژی های آلوده کننده وتجدید ناپذیر؛ انرژی های آلوده کننده وتجدید پذیر؛ انرژی های بدون آلودگی وتجدید ناپذیر؛
انرژی های بدون آلودگی وتجدید ناپذیر ونامحدود.
.4انرژی های حاصل از فناوری نانو
انرژی حاصل از فناوری نانو ، در قسم چهارم قرار میگیرد وجزو انرژی های پاک محسوب میگردد که به برخی از این انرژها و تولیدات حاصل ازآن اشاره خواهیم نمود.
.1.4 انرژی خورشیدی:
انرژی ارزان قیمت خورشیدی به آسانی با استفاده ازفناوری نانو تولید می شود.
دکتر لوئیس میگوید: مقدار انرژی که دریک ساعت ازخورشید به زمین میرسد، بیش ازکل انرژی است که بشر در طی یک سال مصرف میکند. بنابراین اگربه دنبال یک جایگزین مؤثر وسازگار با محیط زیست برای سوخت های فسیلی هستید، عاقلانه است که به دنبال انرژی خورشیدی باشید. فناوری نانو روشهایی عملی دراختیار شما قرار میدهد تا بتوانید هر ماده ارزانی همچون رنگ را به پیلها و باتریهای خورشیدی مبدل سازید.
رنگها، سقف ها یا توفالهایی که ظاهری معمولی داشته و با فناوری نانو توانمندشدهاند، میتوانند جایگزین پیلهای خورشیدی سیاهرنگ شیشهمانندی شوند که معمولاً از سیلیس بلوری تشکیل شده و سنگین، بدشکل، و گران قیمت هستند.
این فناوری قادراست نیازهای انرژی جهان را تا سال 2028 از طریق منابع تجدیدپذیر مانند انرژی خورشیدی، کاملاً رفع کرده و وابستگی دنیا به سوختهای فسیلی را قطع کند .
یکی دیگر از کاربردهای بسیار خوب فناورینانو، در حوزه ذخیره انرژی است که این امر به افزایش بهرهوری انرژی خورشیدی کمک میکند.
افزایش بیسابقه گرمای زمین از پیامدهای استفاده بیش از حد از سوخت های فسیلی است. انتظار می رود که در طی 20 سال آینده با جایگزین شدن کامل انرژی های تجدیدپذیر به جای سوختهای فسیلی این مشکل نیز حل شود. بسیاری از کارشناسان بر این باورند که این امر ممکن خواهد بود، زیرا در حال حاضر فناورینانو با رشد نمایی در صنایع مختلف توسعه مییابد
ویژگی های استفاده از انرژی خورشیدی عبارتند از: پاک و بدون آلودگی؛ بی پایان رایگان؛ دردسترس؛
کاهش مصرف سوخت های فسیلی؛ امن و بی خطر.
برای سود جستن از انرژی خورشیدی نیز دو راه وجود دارد:
استفاده مستقیم از نور خورشید و تبدیل آن به الکتریسیته از طریق سلولهای فتوولتائیک.
استفاده مستقیم از انرژی خورشیدی و تبدیل آن به انواع انرژی های دیگر و یا استفاده مستقیم از آن.
به طور کلی موارد استفاده از انرژی خورشید به صورت زیر دسته بندی می شود:
تأمین روشنایی از انرژی خورشید ؛ تأمین انرژی الکتریسیته؛ برق با استفاده از فوتوولتائیک ها؛
