عرض كتاب التكنولوجيا الحيوية نحو الطاقة الخضراء “الجزء الأول”

عرض كتاب التكنولوجيا الحيوية نحو الطاقة الخضراء “الجزء الأول”

مصر:إيهاب محمد زايــــد

صدر هذا العام 2023
تشرح التكنولوجيا الحيوية نحو الطاقة الخضراء دور التكنولوجيا الحيوية في تقنيات الجيل القادم للطاقة الخضراء من منظور متعدد التخصصات والاستدامة. تغطي الفصول الأدوار المختلفة للتقنية الحيوية مثل تطبيقات المواد / الطلاءات الممكّنة من النانو الحيوي ، وتوسيع نطاق إنتاج الطاقة الخضراء ، وتصميم وتركيب المواد النانوية المستوحاة من الحيوية وتطبيقاتها ، والأنظمة الحرارية الكهروضوئية القائمة على الموائع النانوية الحيوية ، استخدام المواد ذات القوالب الحيوية والمواد المحاكاة الحيوية ، وما إلى ذلك. يركز على تحويل النفايات إلى طاقة وإصلاح القضايا البيئية المعقدة.
دلائل الميزات:
• يوفر تغطية مفصلة لإنتاج الطاقة الخضراء من خلال التدخل التكنولوجي الحيوي
• مراجعة الاحتياجات البحثية المستقبلية في مجال التكنولوجيا الحيوية في قطاع الطاقة الخضراء والتحديات العلمية في التخفيف من أزمات الطاقة
• يتعامل مع أحدث الأبحاث حول التآزر الميكروبي في إنتاج الهيدروجين الحيوي وتخزينه
• يناقش تصنيع مواد الأقطاب الكهربائية النانوية / الهجينة للمكثفات الفائقة وأجهزة تخزين الطاقة
• يشمل الرسوم التوضيحية الشاملة ودراسات الحالة والجداول الموجزة والمراجع الحديثة
يستهدف هذا الكتاب الباحثين والمهنيين في مجال التكنولوجيا الحيوية وعلوم الطاقة والهندسة البيئية.
مقدمة
كما نعلم ، فإن الكثافة السكانية العالية وأنماط الحياة المتقدمة تزيد من الطلب على الطاقة في جميع أنحاء العالم وتؤدي إلى تدهور الموارد الطبيعية والبيئة. ومع ذلك ، فإن توليد النفايات وأزمات الطاقة هي تحديات رئيسية في معظم البلدان النامية. لذلك ، هناك طلب ملح على تطوير تكنولوجيا مستدامة وصديقة للبيئة وفعالة من حيث التكلفة وموثوقة لإنتاج الطاقة ولمواجهة جميع التحديات البيئية. لن يكون هذا ممكنًا إلا بالتدخل التكنولوجي الأخضر في مجال العلوم والتكنولوجيا وابتكارات السياسة العامة ؛ بالإضافة إلى ذلك ، يجب على العالم إجراء تحولات جوهرية في كيفية استخدام الطاقة وإنتاجها خلال السنوات القادمة.
بمرور الوقت ، اكتشفنا أيضًا أهمية الكفاءة في استخدامنا للطاقة ، وتقليل تأثيرنا على البيئة ، وتعزيز أمن الطاقة لدينا. لا تزال تحديات الطاقة الرئيسية تتمثل في كيفية إنشاء ابتكارات في تقنيات وأنظمة وسياسات الطاقة ، علاوة على كيفية توسيع مصادر الطاقة بطرق نظيفة وخضراء وموثوقة وبأسعار معقولة ومستدامة. أصبح تحويل النفايات إلى طاقة أيضًا بديلاً واعدًا للعديد من البلدان كحل فعال ومستدام لإدارة النفايات وكوسيلة متقدمة للتخلص من النفايات.
يعتبر تحقيق الطاقة الخضراء بدون بصمة كربونية خطوة كبيرة نحو مستقبل أكثر صداقة للبيئة ويوفر فوائد اقتصادية واجتماعية كبيرة. الطاقة الخضراء المستدامة هي مدخلات حيوية للتنمية الاجتماعية والاقتصادية لأي دولة. يبدو أن الطاقة الخضراء الآن مهيأة لتكون جزءًا من مستقبل العالم ، حيث تقدم بديلاً مستدامًا وأنظف من العديد من مصادر الطاقة الحالية. ومن ثم ، يمكن أن تلعب التكنولوجيا الحيوية دورًا كبيرًا في تطوير طاقة نظيفة وخضراء وبأسعار معقولة ومستدامة مع فوائد صحية وبيئية كبيرة. تستفيد التكنولوجيا الحيوية من الخصائص الفريدة للمواد البيولوجية مثل النباتات وأوراقها ، والبكتيريا ، والفطريات ، والطحالب ، والببتيدات ، والبروتينات باستخدام طبيعتها ذاتية التجميع في الهندسة النانوية للقوالب الجزيئية وفوق الجزيئية. الهياكل. تتمتع Bionanotechnology بالقدرة على تعزيز كفاءة توليد الطاقة واستهلاكها في المباني وأنظمة النقل والصناعة والمنازل. يمكن أن يخدم كل هذه الأغراض حتى نتمكن ، على الصعيد العالمي ، من الوصول إلى هذه الأهداف المجتمعية لتوافر الطاقة بأسعار معقولة ، والأمن ، والاستدامة.
الغرض من هذا الكتاب وأهدافه هو توفير أحدث الفهم وتطبيق التكنولوجيا الحيوية في توسيع تقنيات الجيل التالي من الطاقة الخضراء التي تغطي القضايا الحالية من نهج متعدد التخصصات والاستدامة. في هذا الكتاب ، اتخذ فريق متعدد التخصصات من الباحثين نهجًا مستدامًا للتكنولوجيا الحيوية في مجال الطاقة الخضراء مع التقدم وإبراز التأثيرات التقنية والعلمية والتنظيمية والسلامة والمجتمعية. يقدم الكتاب فهمًا قويًا للموضوع والتحديات الحالية في إنتاج الطاقة باستخدام التدخلات القائمة على التكنولوجيا الحيوية. سيتعلم القراء كل شيء عن التقدم الحديث والمستدام في كلا النظريين والجوانب العملية والتطبيقات المستقبلية المحتملة للتكنولوجيا الحيوية في إنتاج الطاقة الخضراء.
الفصل الأول:
التطورات الحديثة في إمكانات تقنية النانو الحيوية في القياس لرفع إنتاج الطاقة الخضراء المستدامة
أدى الطلب المتزايد على الوقود الأحفوري ومعدل تحللها الأسرع من التجديد إلى تمهيد الطريق للباحثين لإيجاد بديل مثل الوقود الحيوي. يتم إنتاج الوقود الحيوي هنا من الكتلة الحيوية lignocellulosic ، والتي توجد بكثرة ، مما يجعلها أكثر كفاءة واقتصادية وصديقة للبيئة. لمواجهة تحديات تحول الكتلة الحيوية ، شهدت NTs تطبيقًا واسعًا على مدار السنوات الأخيرة. أحد المزايا الرئيسية للـ NC هو أنه يمكن إعادة استخدامها لعدة دورات دون أن تفقد كفاءتها. إلى جانب المزايا ، هناك عيوب معينة ؛ على سبيل المثال ، تقوم NPs الدقيقة مثل NC المعدنية بمقاطعة النشاط المعتاد للخلايا البشرية عن طريق تلويث مجرى الدم. هذه NPs ، عند استخدامها في الوقود الحيوي ، تنبعث من عادم السيارة ، وتصبح خطرة على صحة الإنسان عن طريق الترسب في الرئتين والتسبب في العديد من اضطرابات الجهاز التنفسي. إحدى الطرق المستخدمة كطريقة معالجة مسبقة للحصول على الوقود الحيوي هي عملية التحلل المائي للكتلة الحيوية التي تستهلك المزيد من الطاقة. كحل لهذا العيب ، يتم استخدام مفاعلات الميكروويف ، مما يقلل من مدة التفاعل واستهلاك الطاقة. يقال دائمًا أنه مع التقدم تأتي التغييرات الأخرى اللازمة أيضًا ؛ وينطبق الشيء نفسه على NTs مع التطور في معالجة مجموعة كبيرة ومتنوعة من الكتلة الحيوية.
الفصل الثاني:
تطبيقات المواد النانوية المستوحاة من الحيوية في التمثيل الضوئي الاصطناعي وتوليد الطاقة
التوصيات المستقبلية: يعتبر التمثيل الضوئي عملية طبيعية معقدة لدرجة أن تقليدها في شكل كامل يعد مهمة صعبة. بشكل عام ، فإن النظم الضوئية للكلوروفيل الموجودة في الطبيعة للحصول على الطاقة الضوئية أثناء عملية التمثيل الضوئي تتسم بالكفاءة العالية وأساس الآلات النانوية الكهروضوئية الجزيئية التي تؤدي إلى فصل الشحنة الكهربية ، مما يخلق فرقًا في الجهد عبر الغشاء ذي القوة العازلة العالية. يشكل نسخ آلية التمثيل الضوئي الطبيعية تحديًا كبيرًا في تطوير اقتصاد طاقة خالٍ من الكربون. إن مبادئ التمثيل الضوئي الاصطناعي هي نفسها الموجودة في التمثيل الضوئي الطبيعي ، لكن الهياكل النانوية المستخدمة ليست معقدة ومستدامة ذاتيًا كما في الطبيعة. تعد الهياكل النانوية الاصطناعية المستوحاة من الحيوية أكثر الاكتشافات أهمية في السنوات الأخيرة والتي يعود الفضل فيها إلى نمو الأجهزة المتقدمة للغاية في مجال التكنولوجيا الحيوية النانوية. تتمثل الخطوات الأساسية المتضمنة في عملية التمثيل الضوئي في التقاط الضوء وفصل الشحنة وتقليل الكربون في النهاية.
قد يستلهم البحث في مجال التكنولوجيا الحيوية للبلاستيدات الخضراء من خلال مناهج التكنولوجيا الحيوية من الإنجازات البحثية السابقة في مجال الطاقة الحيوية ، والتي تشكل قاعدة قوية للاكتشافات والابتكارات الجديدة من خلال أدوات البيولوجيا التركيبية المحسنة ، وتمكين أشكال مبتكرة رائدة من الإنسان التفاعلات النباتية ، كل ذلك مع إدارة التأثيرات البيئية للتطبيقات في مجال الطاقة الخضراء.
قدمت العديد من التطورات الحديثة في مجال التمثيل الضوئي الاصطناعي نعمة جديرة بالملاحظة لمستقبل تحويل الطاقة الشمسية إلى طاقة ووقود حيوي. يوفر التمثيل الضوئي الاصطناعي البيولوجي تقنية انتقالية لاحتياجات الطاقة القائمة على الاحتراق مع توفير وسيلة نحو الحياد الكربوني. سيكون هذا ذا أهمية قصوى في السنوات العشر القادمة حيث يتم تحويل العمل الميكانيكي الذي تقوم به محركات الاحتراق إلى المحركات الحثية التي تعمل بالكهرباء ، والتي توفر تحويلًا فائقًا للطاقة إلى أعمال ميكانيكية. يركز العمل المستقبلي على توليد هياكل نانوية فعالة مستوحاة من الأحياء مثل هوائيات لالتقاط الضوء ومراكز التفاعل لنقل الطاقة لفصل الشحن وأخيراً تحقيق تقليل الكربون إلى شكل وقود صالح للاستخدام في بطريقة مستدامة وهي الطريق الرئيسي للاستدامة الخضراء. تمت محاكاة واختبار جميع المواد الاصطناعية الواعدة ، وقد تم تأكيد الكفاءة في وظائف التنفيذ إلى حد ما بالنسبة لبعضها ، ولكن هناك بعض المزايا ، على سبيل المثال نقص الاكتفاء الذاتي على مدى فترة من الزمن والحقيقة أن العمل البحثي يقتصر على مستوى المختبر فقط. مطلوب عمل على نطاق تجريبي في مجال التمثيل الضوئي الاصطناعي حيث يتم استخدام المواد النانوية المستوحاة من الأحياء على نطاق واسع ، وبالتأكيد في القرن المقبل سنكون أكثر كفاءة في إنتاج الطاقة من خلال طرق التكنولوجيا الحيوية.
وهنا ، هناك توصية أخرى ، كما ناقشنا سابقًا ، أن هدف التكنولوجيا الحيوية للبلاستيدات الخضراء قد حقق أهدافًا مزدوجة ، مثل إنتاج المزيد من الغذاء وأيضًا توليد الطاقة عن طريق استخدام الإمكانات الشمسية من خلال التمثيل الضوئي الاصطناعي. بنفس الطريقة ، يجب تحديد طرق سهلة لتركيب الجسيمات النانوية المستوحاة من المواد الحيوية باستخدام مواد النفايات. سيكون هذا بالتأكيد نعمة للجيل القادم حيث ، مرة أخرى ، تتمثل الأهداف المزدوجة في تصنيع جسيمات نانوية مستوحاة من الأحياء من النفايات الناتجة وإدارة النفايات الصلبة. هذه الخطوة هي خطوة نحو الاستدامة ، والقضاء على الجوع ، وانعدام الكربون ، وصفر النفايات.
والملخص لهذا الفصل:تقدم نانو التقنية الحيوية أساليب ومبادئ وأساليب جديدة قادرة وواعدة لبعض أصعب التحديات في بناء الجسيمات النانوية المستوحاة من الأحياء لتوليد الطاقة من خلال طرق نظام ضوئي اصطناعي وأبحاث التكنولوجيا الحيوية بالبلاستيدات الخضراء.يمكن للمنتجات النهائية ذات الكفاءة والفعالية والفعالية من حيث التكلفة لعملية التمثيل الضوئي الاصطناعي أن تحدث ثورة في الطاقة العالمية. يعتبر التمثيل الضوئي الاصطناعي حلاً فعالاً لمشكلة الاحتباس الحراري لأنه مصدر طاقة متجددة ونظيفة بهدف خفض انبعاثات ثاني أكسيد الكربون الي الدرجة الصفرية. تتمتع التكنولوجيا الحيوية بإمكانيات هائلة لإنتاج خواص جديدة ومحسنة التصميم جيدًا في العضيات والكائنات العضوية الاصطناعية لتعزيز تسخير الطاقة الشمسية. من الواضح أيضًا في هذا الفصل أن دخول الجسيمات النانوية إلى الخلية النباتية مسؤول عن التغيرات المختلفة في الخلية النباتية مثل التغيرات الأيضية التي تؤدي إلى زيادة الكتلة الحيوية ، وإنتاج الفاكهة / الحبوب وما إلى ذلك ؛ ومن ثم ، يمكن شرح إجراءات أخرى لتقييم إمكانية استخداماتها. نظرًا لأنه من الواضح أيضًا أن جهاز التمثيل الضوئي الطبيعي يستخدم أقل من 10٪ من ضوء الشمس ، ومعظم الطيف الشمسي غير مستخدم ، لذلك هناك إمكانية لتحسين ذلك. كفاءة تحويل الطاقة الكبيرة في كائنات التمثيل الضوئي من خلال إنشاء جهاز التمثيل الضوئي الهندسي بمساعدة المواد النانوية المستوحاة من الأحياء والتي لديها إمكانية أكبر لتسخير الطاقة الشمسية. يتطلب تحسين كفاءة التمثيل الضوئي توسيع نطاق امتصاص الضوء الشمسي.
الفصل الثالث:
النظام الحراري الكهروضوئي القائم على الموائع النانوية الحيوية
في ضوء الدراسات في هذا المجال ، يبدو أن استخدام السوائل النانوية كسائل عامل مع أنظمة PV / T بدلاً من السوائل التقليدية يحسن من كفاءة نظام PV / T الهجين. استخدمت العديد من الدراسات والباحثين سوائل نانوية مختلفة بتصميمات مختلفة لأنظمة PV / T لتحسين الأداء. حققت معظم الدراسات التي استخدمت السوائل النانوية نتائج مشجعة من خلال تحسين أداء أنظمة PV / T. لذلك ، فإن استخدام السوائل النانوية كسائل تبريد سيسهم في زيادة الطاقة الكهربائية والحرارية لنظام PV / T عن طريق إزالة الحرارة الزائدة للخلايا الكهروضوئية عن طريق تبريدها ، مما يساهم في استقرار عملها وزيادة إنتاجيتها. علاوة على ذلك ، تلعب الخصائص الفيزيائية الحرارية للموائع النانوية دورًا جوهريًا من خلال تحسين أداء السوائل النانوية ، وبالتالي تنعكس إيجابًا على أداء نظام PV / T. يمكن استخلاص استنتاجات أخرى من المراجعة على النحو التالي:
• تأثير ارتفاع درجة الحرارة على الخصائص الفيزيائية الحرارية للسوائل النانوية: ارتفاع درجات الحرارة له تأثير كبير على الخصائص الفيزيائية الحرارية للموائع النانوية ، حيث تنخفض كثافة ولزوجة السوائل النانوية مع زيادة درجة الحرارة. إضافة الفاعل بالسطح لها تأثير معزز على الخصائص.
من ناحية أخرى ، تزداد الحرارة النوعية للموائع النانوية مع ارتفاع درجة الحرارة ، بينما يتسبب جزء الحجم في انخفاض درجة حرارتها النوعية. تؤدي إضافة كمية من الفاعل بالسطح إلى تقليل الموصلية الحرارية للسوائل النانوية بشكل طفيف. يتم أيضًا زيادة التوصيل الحراري للسوائل النانوية عن طريق ارتفاع درجة الحرارة بالإضافة إلى تركيز السوائل النانوية.
• استخدمت معظم التطبيقات الموائع النانوية في أنظمة PV / T بطريقتين ، إما لتبريد نظام PV / T أو كمرشح طيفي أو دمج كليهما. يؤدي استخدام نسبة معينة من الجسيمات النانوية إلى زيادة الكفاءة الكهربائية مقارنة بالنظام الكهروضوئي وحده.
• يؤدي استخدام الجسيمات النانوية المعدنية مع السوائل الأساسية كسائل نانوي إلى تحسين أداء نظام PV / T بنسب متفاوتة. تعمل بعض الجسيمات النانوية على تحسين الكفاءة الحرارية لنظام PV / T ، مع تأثيرات سلبية على الكفاءة الكهربائية التي تقل ، بينما أدى استخدام نوع آخر من الجسيمات النانوية المعدنية إلى تحسين الكفاءة الحرارية والكهربائية.
استخدم بعض الباحثين الجسيمات النانوية لأكسيد المعادن ووجدوا أن نظام PV / T يؤدي أداءً أفضل عند وجود معلمات مثل جزء الحجم وتركيز
تم التحكم في الجسيمات النانوية ، وتشتت الجسيمات النانوية ، وحجم وشكل الجسيمات النانوية ، وفعالية إضافة المواد الخافضة للتوتر السطحي ، وما إلى ذلك. تتميز الموائع النانوية التي يتم إنتاجها باستخدام جسيمات نانوية معدنية وأكسيد فلزية مختلطة مع مائع أساسي بسمات جيدة ؛ لديهم تأثير الموصلية الحرارية المعززة وانخفاض درجات حرارة الخلايا الكهروضوئية.
كخلاصة أخيرة ، فإن استخدام السوائل القائمة على الجسيمات النانوية في نظام PV / T يعزز الكفاءة الحرارية وبالتالي يحسن الكفاءة الكلية والطاقة لنظام PV / T. يزيد استخدام الجسيمات النانوية القائمة على الكربون الممزوج بالسائل الأساسي من الكفاءة الحرارية والكهربائية لنظام PV / T. يمتص هذا الترتيب درجة حرارة PV العالية وبالتالي تحسين قدرة التخزين الحرارية لنظام PV / T.
الفصل الرابع:
تطبيقات المواد والطلاءات الحيوية بتقنية النانو لإنتاج الطاقة الخضراء بتكلفة معقولة وموثوقة ومستدامة
أحدث ظهور التكنولوجيا الحيوية ثورة في الدراسات العلمية على مدى العقد الماضي. وقد تطور هذا التقدم ليشكل فرعًا خاصًا هو تقنية النانو. أثبت تطبيق تقنية النانو في مختلف المجالات فعاليته ؛ ومع ذلك ، أصبح تركيبها تحديا بيئيا. من أجل تحسين تركيبها ووظيفتها ، تم اعتبار الكائنات أو المواد البيولوجية كمصادر للجسيمات النانوية وأدى ذلك إلى دراسة المواد الممكنة بيولوجيًا. تم استخدام العديد من المواد الحيوية النانوية كبدائل فعالة وأكثر صداقة للبيئة لطرق أخرى في التركيب. تُظهر هذه المواد الحيوية توافقًا حيويًا كبيرًا ، مما يمنحها إمكانات المجال الطبي الحيوي في العلاج والتشخيص والتصوير. ومن ثم ، يصف هذا الفصل بإيجاز أساسيات المواد الحيوية جنبًا إلى جنب مع أنواعها وكيف تم استخدامها لإنتاج الطاقة الخضراء بأسعار معقولة وموثوقة ومستدامة.
الفصل الخامس: Translation is too long to be saved
المحفزات الحيوية مثل تصميم المحفزات الخضراء وتطبيقها لإنتاج الوقود الحيوي المتجدد إن المفهوم الجديد لاستخدام العوامل البيولوجية المقترنة بالمواد النانوية لإنتاج الوقود الحيوي هو رؤية جديدة في مجال إنتاج الطاقة المستدامة. تظهر BNCs إمكانات هائلة للاستخدام على نطاق واسع والتنوع. الطريقة التقليدية لاستخدام المحفزات العادية لتصنيع الوقود الحيوي ليست فعالة من حيث التكلفة وتظهر عيوبًا أخرى مثل انتقائية أقل واستقرار وتعقيد في الإزالة من المنتج المطور ؛ لذلك ، ظهر استخدام المحفزات المدمجة مع المواد النانوية كاحتمال جديد له آثار على قطاعات مختلفة. ومع ذلك ، يتم بذل محاولات لاكتساب فهم أفضل لطبيعة التغييرات التي تحدث أثناء عملية التثبيت على مواد دعم النانو من خلال استخدام نهج الخصائص المورفولوجية والبيوكيميائية. منظور مستقبلي يعتمد إنشاء BNCs على تفاعل الإنزيمات المختلفة مع الجسيمات النانوية. ونتيجة لذلك ، فإن تقنيات التثبيت الانتقائي مطلوبة والتي تتيح التعديل الخاص بالموقع والتحكم التوجيهي لسطح الدعم. الدافع للتصميم الصحيح للمحفز الحيوي وتوصيفه هو إنتاج أنظمة قوية وقابلة لإعادة الاستخدام للتحول البيولوجي الانتقائي للمركبات المهمة صناعيًا. تم استخدام المحفزات الحيوية بشكل فعال لإنتاج الوقود الأخضر عالي الكثافة. بشكل ملحوظ ، تم استخدام المحفزات الحيوية أيضًا لإنتاج الوقود الحيوي باستخدام نفايات البلاستيك كمواد وسيطة على عكس استخدام الكتلة الحيوية كمواد خام ، مما يوفر إمكانيات جديدة للاستخدام المستدام للنفايات لتوليد الطاقة أو التحسين البيولوجي للنفايات في بيئة صديقة للبيئة بطريقة لتوليد المنتجات القيمة. لذلك ، فإن تكييف هذه المحفزات الخضراء والفعالة لإنتاج الطاقة الخضراء هو حاجة الساعة ، والتي لديها إمكانات هائلة لتحقيق أهداف التنمية المستدامة للطاقة الخضراء بأسعار معقولة. ومع ذلك ، يجب تقييم BNCs من أجل تشغيلها على المدى الطويل ، واستقرارها ، ونشاطها ، وتسربها ، وقوتها الميكانيكية. ثانيًا ، يجب أن يلعب مهندسو العمليات الحيوية دورًا مهمًا في جلب هذه الاختراقات المخبرية إلى السوق.
الفصل السادس :
مفاهيم المحاكاة الحيوية وتطبيقاتها في الطاقة الخضراء
على الرغم من أن مواد المحاكاة الحيوية والقوالب الحيوية لها تأثيرات إيجابية على الطاقة الخضراء المستدامة وتطبيقاتها ، إلا أنها لا تزال نهجًا جديدًا لبعض البلدان في العالم. أيضًا ، يعد التصميم الكامل أو إنتاج مفهوم المحاكاة الحيوية لكائن حي أو نظام بيئي طبيعي في أي بيئة أمرًا صعبًا حتى مع تقنيات اليوم حيث تتقدم الطبيعة على تقنياتنا. للعثور على المزيد والمزيد من التطبيقات المستدامة للطبيعة بشكل موثوق ، يجب أن يكون هناك تعاون بين العديد من المجالات والباحثين والدراسات والابتكارات وأيضًا العديد من التقنيات الجديدة. بعد ذلك ، سيتم الحفاظ على العالم بتأثير أقل على الناس والحيوانات والنباتات والبيئة بأكملها ؛ يمكن القيام بذلك من خلال تطبيق مفاهيم علم الأحياء في جميع المجالات والصناعات على مستوى العالم.
الفصل السابع: تصنيع مواد الأقطاب الكهربائية الهجينة للمكثفات الفائقة وأجهزة تخزين الطاقة
لقد نما الطلب على السيارات الكهربائية الهجينة والكهربائية استجابة لتزايد التلوث والقضايا البيئية الأخرى في صناعة السيارات. على الرغم من التحسينات الجوهرية في العقود الأخيرة ، فإن تقنية تخزين الطاقة الكيميائية الكهربية متخلفة جدًا عن الركب ، وهذا هو أكبر خلل في HEV و EV مقارنة بالسيارات التقليدية التي تعمل بالوقود. هذا هو المكان الذي يصبح فيه استخدام المكثفات الفائقة مع نظام البطارية مفيدًا. حظي هذا النظام المقترن ، المعروف باسم المكثف الهجين ، بالكثير من الاهتمام مؤخرًا بسبب نتائجه الواعدة في مجال تكنولوجيا تخزين الطاقة. عندما تكون البطارية غير قادرة على توفير الطاقة بسرعة ، يمكن للمكثفات الفائقة القيام بذلك لفترة قصيرة ، وعندما يكون التدفق المستمر للطاقة ضروريًا ، يمكن للبطارية مرة أخرى توفير الطاقة المطلوبة. بدأ العديد من المصنّعين بالفعل في زيادة استثماراتهم في تكنولوجيا المكثفات الفائقة ينمو الطلب في قطاع السيارات والقطاعات الأخرى. أصبحت المكثفات الفائقة خيارًا محتملاً في سوق الطاقة حيث زادت كثافة طاقتها بشكل كبير على مر السنين. على الرغم من الدراسة المكثفة ، لا تزال المكثفات الفائقة عالية الأداء في المراحل الأولى من التطوير. لتعظيم سرعة المكثفات الفائقة ، هناك حاجة إلى مزيد من البحث ، لا سيما في طرق تخزين الطاقة والتصميم الكهربائي المناسب. تعتبر مواد الإلكترود من بين القضايا المهمة في المكثفات الفائقة التي تحتاج إلى مزيد من البحث ، وفي هذه الدراسة ، قمنا بفحص موجز للعديد من مواد الأقطاب الكهربائية ، ووصفنا فعاليتها في المكثفات الفائقة ، وقمنا بتقييم فوائدها وعيوبها. ومع ذلك ، فإن احتياجات الطاقة المتزايدة تتطلب مزيدًا من البحث في مواد الإلكترود لاستخدامها في المكثفات الفائقة عالية الأداء ذات السعة العالية ، واستقرار الدورة الأعلى ، والمعدل الاستثنائي. يجب أن تركز الدراسة أيضًا على معايير الإنتاج وخصائص المواد من أجل تخليق أفضل مادة للإلكترود التي ستساعد في تحسين المكثفات الفائقة وتلبية احتياجات الطاقة. يوضح هذا البحث بوضوح أن المكثفات الفائقة أصبحت حلًا مؤسسًا لتخزين الطاقة ، حيث أدت التطورات الأخيرة في مواد الإلكترود إلى أداء عالٍ ، وستلعب دورًا أساسيًا في تطوير أنظمة تخزين الطاقة.

معلومة تهمك

عرض كتاب التكنولوجيا الحيوية نحو الطاقة الخضراء "الجزء الأول"

تنبيه هام، المنشور يعبر عن رأي الكاتب ويتحمل مسؤوليته، دون ادنى مسؤولية علي الجريدة

تنبيه

احصل على تحديثات في الوقت الفعلي مباشرة على جهازك ، اشترك الآن.

معلومة تهمك

اترك رد

لن يتم نشر عنوان بريدك الإلكتروني.

%d مدونون معجبون بهذه: