چندین کاربرد نوآورانه در مورد نانو ذرات طلا در زمینه انرژی های تجدید پذیر وجود دارد که در آن‌ها نقش حیاتی ایفا می‌کنند. در اینجا مروری بر کاربردهای آن‌ها ارائه شده است:
- انرژی خورشیدی
سلول‌های فتوولتائیک: نانوذرات طلا می‌توانند کارایی سلول‌های خورشیدی را با بهبود جذب نور افزایش دهند. آن‌ها می‌توانند در سلول‌های خورشیدی فیلم نازک استفاده شوند، جایی که به پراکندگی نور کمک کرده و طول مسیر آن را درون سلول افزایش می‌دهند که منجر به کارایی بالاتر تبدیل می‌شود.
رزونانس پلاسمون سطحی: نانوذرات طلا خواص نوری منحصر به فردی را به دلیل رزونانس پلاسمون سطحی (SPR) نشان می‌دهند که می‌تواند برای بهبود عملکرد تبدیل انرژی خورشیدی مورد استفاده قرار گیرد.
- کاتالیز
کاتالیز سبز: نانوذرات طلا کاتالیزورهای مؤثری برای واکنش‌های مختلف، از جمله اکسیداسیون ترکیبات کربنی و واکنش‌های کاهش هستند. سطح بالای آن‌ها و واکنش‌پذیری‌شان آن‌ها را برای کاتالیز واکنش‌هایی که سوخت‌های تجدیدپذیر تولید می‌کنند یا محصولات زائد را تبدیل می‌کنند، ارزشمند می‌سازد.
تولید هیدروژن: نانوذرات طلا می‌توانند واکنش‌های مربوط به تولید هیدروژن از طریق فرآیندهایی مانند تجزیه آب را تسهیل کنند و به توسعه هیدروژن به عنوان یک حامل انرژی پاک کمک کنند.
- ذخیره‌سازی انرژی
باتری‌ها و سوپرخازن‌ها: نانوذرات طلا می‌توانند هدایت الکتریکی و قابلیت ذخیره‌سازی بار را در دستگاه‌های ذخیره‌سازی انرژی بهبود بخشند. آن‌ها می‌توانند در الکترودها ادغام شوند تا عملکرد باتری‌های لیتیوم-یونی و سوپرخازن‌ها را افزایش دهند و منجر به کارایی و ظرفیت بالاتر شوند.
- سوخت‌های زیستی و تبدیل بیومس
تبدیل بیومس: نانوذرات طلا می‌توانند در تبدیل کاتالیزوری بیومس به سوخت‌های زیستی نقش ایفا کنند. خواص منحصر به فرد آن‌ها می‌تواند به تجزیه مواد آلی پیچیده به سوخت‌های ساده‌تر و قابل استفاده کمک کند.
فرآیندهای اصلاح: آن‌ها همچنین می‌توانند در فرآیندهای اصلاح کاتالیزوری برای تولید هیدروژن از سوخت‌های زیستی استفاده شوند.
- کاربردهای فوتوترمال
تولید حرارت: نانوذرات طلا می‌توانند نور را جذب کرده و آن را به حرارت تبدیل کنند که می‌تواند در کاربردهایی مانند درمان فوتوترمال یا بهبود تولید انرژی در سیستم‌های حرارتی خورشیدی مورد استفاده قرار گیرد.
- حسگرها برای سیستم‌های انرژی تجدیدپذیر
– نظارت بر انرژی: نانوذرات طلا می‌توانند در حسگرهایی که تولید و مصرف انرژی در سیستم‌های تجدیدپذیر را نظارت می‌کنند، استفاده شوند و به بهینه‌سازی عملکرد و کارایی کمک کنند.
- تصفیه آب
– اگرچه به‌طور مستقیم یک شکل از تولید انرژی نیست، نانوذرات طلا می‌توانند در سیستم‌های تصفیه آب مورد استفاده قرار گیرند و فرآیندهای انرژی تجدیدپذیر را با تضمین دسترسی به آب پاک، که برای تکنیک‌های مختلف تولید انرژی ضروری است، پایدارتر کنند.
نانوذرات طلا پیشرفت‌های قابل توجهی در بخش انرژی تجدیدپذیر ارائه می‌دهند و کارایی سلول‌های خورشیدی را افزایش می‌دهند، واکنش‌های شیمیایی مهم را کاتالیز می‌کنند و فناوری‌های ذخیره‌سازی انرژی را بهبود می‌بخشند. ویژگی‌های منحصر به فرد آن‌ها راه‌حل‌های نوآورانه‌ای را فراهم می‌کند که به یک چشم‌انداز انرژی پایدارتر کمک می‌کند.