خوشبختانه فناوری نانو پتانسیل بالایی در پاسخگویی به مشکلات مختلف بشر ارایه می نماید. دانشمندان از علمِ بروز نانو در تغییرات آب و هوایی استفادههای فراوانی در جهت رفع مشکلات و چالشهای آن و محیط زیست میبرند.
در اینجا به 7 روشی که تکنولوژی نانو در تغییرات آب و هوایی توانسته کمک نماید، نگاهی اجمالی میاندازیم:
کامپوزیتهای سبک نانو در تغییرات آب و هوایی
هر تلاشی برای کاهش مصرف سوختِ وسایل نقلیه مخصوصاً با کاهش سنگینی آنها، میتواند تأثیر فوری در کاهش آلایندگی هوا داشته باشد. براورد میشود کاهش 10% وزن خودرو با کاهش 10% مصرف سوخت مطابقت داشته و منجر به کاهش نسبی آلایندگیها میشود.
در نتیجه این موضوع توجه بسیاری در سراسر جهان را به کشف روشهای کاهش جرم خودروها با کاربرد مواد جدید معطوف مینماید. به عنوان مثال، استفاده از مواد نانو کامپوزیت سبکتر، مقاومتر و سختتر در نظر گرفته میشود. این مواد میتوانند به طور قابل توجهی وزن خودرو را کاهش دهند.
نانو کامپوزیت و BMW
پوششهای نانو در تغییرات آب و هوایی
پوششهای فناوری نانو در تغییرات آب و هوایی یک روش کوتاه مدت خوب برای کاهش انتشار آلودگیها و حداکثرسازی تولید انرژی پاک هستند. به عنوان مثال، پوششهای نانو را میتوان روی بدنه هواپیماها اعمال کرد.
در نتیجه حرکت هواپیما در سرعت بالا و در جو، نرمتر خواهد بود. بدین شکل اصطحکاک کاهش پیدا مینماید. همچنین این پوششها میتوانند برای محافظت از موادی که در شرایط خاص اقلیمی کاربرد دارند، بکار گرفته شوند. (مثلاً مقادیر زیاد انواع فولاد که دچار پوسیدگی و زنگ زدگی میشوند).
از آنجا که میزان Co2 خروجی توسط موتور هواپیما مستقیماً با میزان سوخت مصرفی ارتباط دارد، میتوان با سبکتر ساختن هواپیما، Co2 را کاهش داد. یا برای مثالی دیگر، نانو روکشهای آبگریز هستند که میتوانند انرژی تولیدی از صفحات خورشیدی را بهینه نمایند.
نانوکاتالیستها
از کاربردهای دیگر فناوری نانو در تغییرات آب و هوایی، می توان از بهره وری سوخت با استفاده از نانوکاتالیستها نام برد. Enercat یک نانوکاتالیست نسل سومی که توسط شرکت Energenics ارایه میگردد. این ماده از نانوذرات اکسید سریم برای ذخیره احتراق کامل بهرهبرداری میکند. این امر کاهش مصرف سوخت را درپی خواهد داشت.
به تازگی، این شرکت صرفه جویی سوخت 8 تا 10 درصد را در ناوگان ترکیبی خودروهای دیزلی در ایتالیا نشان داده است. کاهش اصطکاک و بهبود مقاومت در برابر سایش در قطعات موتور و محرکه، از اهمیت حیاتی برخوردار میباشد.
بر اساس برآوردهای یک شرکت سوئدی به نام Applied Nano Surfaces، کاهش اصطکاک میتواند مصرف سوخت را تا 2% کاهش دهد. این موضوع منجر به کاهش انتشار Co2 به میزان 500 میلیون تن در سال میرسد. نکته اینکه این رقم تنها از کامیونها و دیگر وسایل نقلیه سنگین در کشور سوئد بدست میآید و همین نشان کوچکی از کمک فناوری نانو در تغییرات آب و هوایی خواهد بود.
نانو کاتالیستها و بهبود مصرف سوخت
ریز ساختار نانو در تغییرات آب و هوایی
به لطف نانوموادی مانند سیلیس، بسیاری از لاستیکها در آینده قادر خواهند بود به بهترین رتبه انرژی یعنی دسته سبز برسند. خودروهای مجهز به لاستیک های گروه A تقریباً 7.5 درصد سوخت کمتری نسبت به خودروهای دارای لاستیک با حداقل استاندارد (دسته G) مصرف میکنند.
ساختمانهای مسکونی و تجاری، تولید کننده 11 درصد از کل انتشار گازهای گلخانهای هستند. گرمایش و سرمایش ساختمانهای مسکونی 40 درصد از کل مصرف انرژی مسکونی را تشکیل میدهد.
مواد نانوساختار، مانند آئروژلها، این پتانسیل را دارند که انتقال حرارت را از طریق حایلهای ساختمان تا حد زیادی کاهش دهند. در نتیجه در کاهش بارهای گرمایشی که بر روی سیستمهای تهویه مطبوع/گرمایش اعمال میشود، کمک شایانی خواهند بود و به این شکل فناوری نانو در تغییرات آب و هوایی موثر خواهد بود.
آئروژل یک ماده عایق با ساختار نانو حفره بوده که کمترین چگالی ممکن را داراست. سیلیکا آئروژل، سبک ترین ماده جامد که با خواص عایق حرارتی عالی، پایداری در دمای بالا، ثابت دی الکتریک بسیار کم، دارای نسبت سطح زیادی هم میباشد.
بهبود منابع تجدیدپذیر با فناوری نانو در تغییرات آب و هوایی
فناوری نانو امکان دارد به روشهای مختلفی بتواند اجرای دانش کاربردی استفاده شده در پشت انرژیهای تجدیدپذیر را تسریع نماید. در حال حاضر متخصصان در حال کشف ابزارهایی برای کاربرد فناوری نانو بر روی فوتوولتائیکها (Photovoltaic) هستند. این موضوع میتواند صفحات خورشیدی را با خروجی دو یا سه برابر تولید کند.
توربینهای بادی از نانو موادی با کارایی بالا مانند گرافن، ساخته میشوند. فناوری نانو کمک میکند تیغههای باد، سبک و مقاومتر با سرعت باد کمتری نسبت به تیغه های معمولی بچرخند.
همچنین فناوری نانو در تغییرات آب و هوایی میتواند نقش مهمی در نسل بعدی باتریها ایفا کند. به عنوان مثال، پوشاندن الکترود با نانوذرات، سطح آن را بیشتر کرده و در نتیجه الکتریسیته بیشتری بین الکترود و مواد شیمیایی داخل باتری جریان مییابد.
منابع و ذخایر انرژی
این فناوری قادر میباشد با کاهش قابل توجه وزن باتری ها، کارایی خودروهای برقی و هیبریدی را افزایش دهد. در واقع فناوری نانو در تغییرات آب و هوایی، در چندین حوزه قابل اجرا خواهد بود. به ویژه در زمینه انرژی که احتمالاً باعث افزایش عملکردهای منابع تجدیدپذیر و شبکههای هوشمند میگردد. همچنین پیشرفت های فناوری نانو قدرت باتری را در مقایسه با مرتبه بزرگی باتریهای معمولی افزایش میدهد. علاوه براین به منابع متناوب مانند خورشید و باد اجازه میدهد تا سهم بیشتری از منبع کلی برق را بدون از دست دادن ثباتشان، در اختیار داشته باشند.
باتریهای برتر با ذخیره اقتصادی انرژی، به عنوان یک مکمل انرژیهای تجدیدپذیر عمل میکنند. بنابراین به مرور کل مسئله تولید برق متناوب و هزینههای آن را کم رنگ مینمایند.
در آیندهای دورتر، ممکن است شاهد باشیم حضور نانو در تغییرات آب و هوایی باشیم به این شکل که سیستمهای الکتریکی در خطوط انتقال از این فناوری بهره میبرند. تحقیقات نشان میدهد که امکان توسعه سیمهای الکتریکی با کاربرد نانو لولههای کربنی وجود دارد که میتوانند بارهای بیشتری را حمل کرده و بدون اتلاف توان، حتی در صدها کیلومتر، توان برق تولید شده را انتقال دهند.
این مفاهیم قابل توجه بوده و افزایش کارایی تولید را بهمراه دارد.
دستگاههای نیمه هادی، ترانزیستورها و حسگرها نیز می توانند از نانو فناوری به ویژه در اندازه و سرعتهای مختلف بهرهمند گردند.
سنسورهای نانو در تغییرات آب و هوایی
از این حسگرها میتوان برای شبکه های هوشمند توزیع و برای تشخیص مشکلات پیش از موعدشان استفاده نمود. مثلاً اندازهگیری میزان تخریب کابلهای زیرزمینی یا کاهش قیمت سنسورهای شیمیایی که در حال حاضر در این مناطق کاربرد دارند.
در آینده نزدیک فناوری نانو به احتمال زیاد برای توسعه کامل شبکههای هوشمند ضروری میگردد. بهرهوری انرژی راهی برای مدیریت و مهار رشد مصرف انرژی بوده و این کاربرد از ساده ترین و مقرون به صرفهترین راه ها برای کاهش هزینههای انرژی برای مصرف کنندگان است.
و البته کمک فناوری نانو در تغییرات آب و هوایی بهبود رقابت مشاغل و . . . را نیز بهمراه خواهد داشت.
🌷 اینستاگرام مارو فراموش نکنید 🌷
منبع: nano-magazine.com
