แผ่นโฟโตคะตะลิสต์ใหม่ที่ใช้แสงเพื่อเปลี่ยนคาร์บอนไดออกไซด์และน้ำให้เป็นเชื้อเพลิงเคมีที่มีประโยชน์ได้รับการพัฒนาและเพื่อนร่วมงานที่มหาวิทยาลัยเคมบริดจ์ อุปกรณ์ดังกล่าวผลิตกรดฟอร์มิก ซึ่งเป็นเชื้อเพลิงเหลว โดยมีผลพลอยได้ที่ไม่พึงประสงค์น้อยมาก ด้วยการปรับปรุงประสิทธิภาพการแปลง ระบบสามารถมีส่วนสำคัญต่อการผลิตเชื้อเพลิงคาร์บอนเป็นกลางในปริมาณมากได้
ในไม่ช้า
เป็นเวลาหลายพันล้านปีมาแล้วที่การสังเคราะห์ด้วยแสงได้ทำให้เซลล์ของสิ่งมีชีวิตมีวิธีการที่มีประสิทธิภาพในการใช้แสงแดดเพื่อเปลี่ยนคาร์บอนไดออกไซด์และน้ำให้เป็นเชื้อเพลิงเคมี เมื่อเร็ว ๆ นี้ นักวิจัยได้ก้าวไปสู่เทคโนโลยีเชิงปฏิบัติที่ใช้ประโยชน์จากกระบวนการนี้เพื่อสร้างเชื้อเพลิง
ที่เป็นคาร์บอนเป็นกลาง อย่างไรก็ตาม จนถึงตอนนี้ อุปกรณ์เหล่านี้มักต้องการสารรีเอเจนต์ที่เสียสละเพื่อกระตุ้นปฏิกิริยาออกซิเดชันของน้ำ ซึ่งเป็นส่วนสำคัญของกระบวนการสังเคราะห์ด้วยแสง สิ่งนี้ก่อให้เกิดผลพลอยได้ที่ไม่ต้องการซึ่งจำเป็นต้องแยกออกจากเชื้อเพลิงที่มีประโยชน์ ซึ่งจะจำกัดความยั่งยืน
ของเทคโนโลยี ในการศึกษาของพวกเขา ทีมงาน ได้พัฒนาอุปกรณ์ที่ซับซ้อนมากขึ้นซึ่งรวมเอาผงสารกึ่งตัวนำที่เจือด้วยสารกึ่งตัวนำที่ดูดซับแสง 2 ชนิดไว้บนชั้นที่เป็นสื่อกระแสไฟฟ้าของทองคำ นอกจากนี้ โฟโตคะตะลิสต์ที่มีโมเลกุลเป็นโคบอลต์ยังฝังอยู่ในแผ่น อิเล็กตรอนส่วนเกินเมื่อแสงแดด
ส่องกระทบแผ่น จะเกิดคู่อิเล็กตรอน-โฮลขึ้นในเซมิคอนดักเตอร์ทั้งสอง เซมิคอนดักเตอร์ตัวใดตัวหนึ่งถ่ายโอนอิเล็กตรอนไปยังอีกตัวหนึ่งผ่านชั้นทอง ทำให้เกิดรูที่มีประจุบวกมากเกินไป รูเหล่านี้สามารถถูกเติมเต็มด้วยอิเล็กตรอนที่บริจาคมาจากน้ำผ่านปฏิกิริยาออกซิเดชันที่เปิดใช้งานโดยตัวเร่งปฏิกิริยา
ด้วยแสง ในขณะเดียวกัน อิเล็กตรอนส่วนเกินในสารกึ่งตัวนำอีกตัวหนึ่งทำให้คาร์บอนไดออกไซด์เกิดปฏิกิริยารีดักชันเพื่อสร้างรูปแบบ นี่คือไอออนลบที่สามารถใช้เพื่อสร้างกรดฟอร์มิกซึ่งสามารถเก็บเป็นของเหลวได้ ผงและตัวเร่งปฏิกิริยาที่ประกอบด้วยอุปกรณ์นั้นง่ายและราคาไม่แพง
ในการผลิต
ในปริมาณมาก และบทบาทของน้ำในฐานะผู้ให้อิเล็กตรอนช่วยลดความจำเป็นในการใช้รีเอเจนต์ที่กระตุ้นปฏิกิริยาออกซิเดชั่นที่สิ้นเปลือง ซึ่งช่วยเพิ่มความยั่งยืนของกระบวนการได้อย่างมาก แม้ว่าการทดลองครั้งแรกของทีมจะให้ประสิทธิภาพการแปลงพลังงานแสงอาทิตย์เป็นรูปแบบที่ต่ำเพียง 0.08%
และเพื่อนร่วมงานบรรลุผลลัพธ์เหล่านี้ด้วยพื้นที่แผ่น 20 ซม. 2แต่เชื่อว่าน่าจะค่อนข้างง่ายที่จะปรับขนาดได้ถึงหลายตารางเมตร ทำให้เหมาะสำหรับใช้ในฟาร์มพลังงานแสงอาทิตย์เชิงพาณิชย์ เนื่องจากฟอร์เมตเป็นเชื้อเพลิงเหลวที่เสถียร จึงสามารถจัดเก็บและขนส่งได้ง่าย
หรือเปลี่ยนเป็นเชื้อเพลิงก๊าซไฮโดรเจนหากจำเป็น นอกจากนี้ อุปกรณ์นี้ยังไร้สายอย่างสมบูรณ์และไม่ต้องใช้พลังงานจากภายนอก ซึ่งช่วยเสริมความยั่งยืนให้ดียิ่งขึ้นไปอีก ในตอนนี้ นักวิจัยมีเป้าหมายที่จะเพิ่มประสิทธิภาพการแปลงอุปกรณ์ให้อยู่ในระดับที่เหมาะสมสำหรับการนำไปใช้ในเชิงพาณิชย์
โดยทำการทดลองกับโฟโตคะทาลิสต์ประเภทต่างๆ ด้วยการปรับปรุงเหล่านี้ แผ่นโฟโตคะตาลิสต์จะเหมาะสำหรับการผลิตเชื้อเพลิงพลังงานแสงอาทิตย์ขนาดใหญ่ที่ใช้งานได้จริง ซึ่งช่วยลดระดับคาร์บอนไดออกไซด์ในชั้นบรรยากาศ แต่ก็แสดงให้เห็นถึงการเลือกรูปแบบที่สูงมากถึง 97 ± 3%
โดยมีผลพลอยได้ที่ไม่ต้องการน้อยมากคำอธิบายเดียวสำหรับการค้นพบนี้คือนิวตริโนมิวออนได้แกว่งเป็นนิวตริโนเอกภาพ ซึ่ง ไม่สามารถตรวจจับได้ ระยะทางที่กำหนดสำหรับการสั่นหนึ่งครั้งต้องอยู่ระหว่าง 100 ถึง 10,000 กม. ซึ่งหมายความว่านิวตริโนที่เดินทางผ่านชั้นบรรยากาศเท่านั้นจะไม่เกิดการสั่น
ที่มีนัยสำคัญ ในขณะที่นิวตริโนที่เดินทางผ่านโลกก็มีความเป็นไปได้สูงสำหรับการสั่น ถ้านิวตริโนมีมวล อาจคาดได้ว่านิวตริโนแต่ละชนิดควรมีมวลต่างกันและลักษณะเฉพาะของมวลต่างกัน อย่างไรก็ตาม ทฤษฎีเกือบทั้งหมดเกี่ยวกับมวลของนิวตริโนทำนายว่านิวตริโนทั้งสามชนิดเป็นส่วนผสมที่นิยามไว้
อย่างชัดเจน
ของมวลลักษณะเฉพาะของมวลหลายชนิด เมื่อเวลาผ่านไปหรือนิวตริโนเคลื่อนที่ เฟสสัมพัทธ์ของส่วนประกอบต่างๆ ในส่วนผสมนี้จะเปลี่ยนไป ดังนั้น สภาวะที่เดิมเรียกว่ามิวออน จะค่อยๆ เปลี่ยนเป็นนิวตริโนอีกประเภทหนึ่ง การสั่นของนิวตริโนจึงเป็นผลมาจากมวลของนิวตริโน
ข้อโต้แย้งทางกลเชิงควอนตัมนี้คล้ายกับข้อโต้แย้งของอิเล็กตรอนที่ทำมุมกับสนามแม่เหล็ก ในกรณีนี้ อิเล็กตรอนจะอยู่ในส่วนผสมระหว่างสปินขึ้นและสปินดาวน์ไอเกนสเตท และอิเจนสเตทจะเคลื่อนที่ไปรอบๆ สนามแม่เหล็ก สำหรับนิวตริโน ระยะเวลาของการสั่น (คล้ายกับเวลา precession)
ขึ้นอยู่กับความแตกต่างของมวลระหว่างสถานะไอเกนสเตต ผลลัพธ์ แสดงให้เห็นว่าทั้งมิวออนและเทานิวตริโนนั้นประกอบด้วยส่วนผสมของสารไอเจนสเตตที่มีมวลเท่ากันสองสถานะโดยประมาณ ความแตกต่างของมวลระหว่างลักษณะ เฉพาะเหล่านี้ทำให้กำลังสองของมวลต่างกัน 10 -2 -10 -3 (eV) 2
การค้นพบมวลนิวตริโนมีความสำคัญด้วยเหตุผลหลายประการ ตัวอย่างเช่น งานบุกเบิกของแห่งมหาวิทยาลัยเพนซิลเวเนียตั้งแต่ทศวรรษ 1960 ได้กระตุ้นให้เกิดการทดลองมากมายเพื่อตรวจวัดนิวตริโนที่เกิดจากปฏิกิริยานิวเคลียร์ในดวงอาทิตย์ การทดลองเหล่านี้ให้ค่านิวตริโนฟลักซ์น้อยกว่าครึ่งหนึ่ง
ที่คำนวณจากแบบจำลองพลังงานแสงอาทิตย์อย่างสม่ำเสมอ เป็นที่เข้าใจกันมานานแล้วว่าคำอธิบายง่ายๆ เพียงอย่างเดียวสำหรับความผิดปกตินี้คือในแง่ของการสั่นของนิวตริโนที่เปลี่ยนนิวตริโนประเภทอิเล็กตรอนไปเป็นประเภทอื่น ในการเชื่อมโยงสิ่งนี้กับผลลัพธ์ในชั้นบรรยากาศ
credit : สล็อตเว็บตรง100 / ดูหนังฟรี / 50รับ100
