کنترل منابع تجدیدپذیر با کمک فناوری نانو

ساینسیو – به نقل از ایسنا، پژوهشگران “دانشگاه مک‌گیل”(McGill University) کانادا، روشی را ارائه داده‌اند که می‌تواند به تولید غشاهای قوی با کارآیی بالا بپردازد تا منبع فراوانی از انرژی تجدیدپذیر تحت کنترل درآورد.

“انرژی آبی” یا “انرژی اسمزی”(osmotic energy)، انرژی حاصل از دو محلول با شوری متفاوت است که در مکان‌های بی‌شماری در سراسر جهان که آب شیرین و شور به یکدیگر می‌رسند، رخ می‌دهد.
کلید جذب انرژی آبی، در غشاهای نفوذپذیر نهفته است که اجازه می‌دهند تنها یکی از مواد تشکیل‌دهنده آب شور عبور کند اما دیگری، امکان عبور کردن ندارد.

پروژه‌های بزرگ مقیاس انرژی آبی مانند نیروگاه “استات‌کرفت”(Statkraft) نروژ، با کارآیی ضعیف فناوری غشایی رو به رو شده‌اند. پژوهشگران در آزمایشگاه، لایه‌هایی از نانومواد ساخته‌اند که از نظر میزان تولید نیرو، امیدوارکننده هستند اما تبدیل کردن این مواد نازک ناپایدار به عناصری که به اندازه کافی بزرگ و مستحکم باشند و تقاضاهای جهان امروز را برطرف کنند، همچنان یک چالش است.

پژوهشگران دانشگاه “مک‌گیل” در این پروژه، روشی را ابداع کرده‌اند که شاید بتواند راهی برای غلبه بر این چالش ارائه دهد.

“خدیجه یزدا”(Khadija Yazda)، از پژوهشگران این پروژه گفت: هدف ما در این پژوهش، رفع شکنندگی مکانیکی ذاتی و بهره‌گیری از نانومواد نازک دوبعدی به واسطه ساختن یک غشای هیبریدی از تک‌لایه‌های “نیترید بور شش‌ضلعی”(hBN) است که با لایه‌های “نیترید سیلیسیم”(silicon nitride) پشتیبانی می‌شوند.

یزدا و همکارانش برای دستیابی به ویژگی‌های مطلوب، از روشی موسوم به “TCLB” استفاده کردند که در دانشگاه “مک‌گیل” ابداع شده است. آنها این روش را به کار گرفتند تا چندین سوراخ میکروسکوپی یا نانوسوراخ در لایه‌ها ایجاد کنند. پژوهشگران با بهره‌گیری از سرعت و دقت TCLB توانستند غشاهایی با چندین نانوسوراخ در تعداد و اندازه‌های گوناگون آماده کنند و مورد بررسی قرار دهند.

یزدا گفت: گام بعدی پژوهش ما، تلاش برای به کار بردن این روش نه تنها برای نیروگاه‌های بزرگ، بلکه برای مولدهای نیرو در مقیاس نانو و میکرو است.

این پژوهش، در مجله “Nano Letters” به چاپ رسید.