به گزارش سرویس ترجمه خبرگزاری ایمنا، ژاپن با ساخت نخستین پنل خورشیدی تیتانیومی، مرزهای فناوری انرژی پاک را جابه‌جا کرده است. این نوآوری نه‌تنها به‌واسطه استفاده از تیتانیوم به‌عنوان ماده اصلی، بلکه به‌دلیل پتانسیل بالایی که برای افزایش چشمگیر بازدهی پنل‌های خورشیدی دارد، توجه دانشمندان و صنعت را به خود جلب کرده است. طبق ادعای محققان، این فناوری جدید می‌تواند تا هزار برابر کارآمدتر از پنل‌های سیلیکونی سنتی باشد و به همین دلیل بسیاری آن را گامی بزرگ در مسیر تأمین انرژی آینده می‌دانند.
برای درک اهمیت این دستاورد باید به نقش سیلیکون در صنعت پنل‌های خورشیدی اشاره کرد. سیلیکون به‌دلیل فراوانی و قابلیت مناسب در تبدیل نور خورشید به برق، دهه‌هاست که ماده غالب سلول‌های خورشیدی بوده است، اما با افزایش تقاضای جهانی برای انرژی، محدودیت‌های فیزیکی سیلیکون آشکارتر شد و نیاز به جایگزین‌هایی با بازدهی بالاتر احساس می‌شود.
دانشمندان ژاپنی در این راستا تیتانیوم را انتخاب کردند؛ فلزی سبک و مقاوم در برابر خوردگی که ویژگی‌های منحصربه‌فردی دارد. کلید موفقیت این فناوری در ترکیب دی‌اکسید تیتانیوم و سلنیوم نهفته است. این ترکیب با لایه‌بندی ویژه در سلول‌های خورشیدی، چسبندگی بهتر و تبدیل انرژی بالاتری را ممکن می‌سازد و نتایج اولیه نشان می‌دهد این سلول‌های جدید می‌توانند میزان انرژی تولیدی را با همان میزان تابش خورشید، به‌طور تصاعدی افزایش دهند.
تیتانیوم توانمند به‌دلیل هزینه بالای استخراج و تصفیه، پیش از این جایگزین سیلیکون نشده است؛ فرآیندی که نیازمند انرژی زیادی برای حذف اکسیژن از سنگ معدن است، با این حال این وضعیت با ابتکار تیمی از دانشگاه توکیو تغییر کرده است. آن‌ها با استفاده از ایتریم روشی نوین برای تصفیه تیتانیوم ارائه داده‌اند که میزان اکسیژن را به ۰.۰۲ درصد کاهش می‌دهد و آلیاژی مستحکم و بسیار ارزان‌تر تولید می‌کند. این دستاورد می‌تواند تولید انبوه تیتانیوم فلزی را همانند آهن و آلومینیوم ممکن کند و هزینه‌ها را به‌طور چشمگیری کاهش دهد.
نوآوری حاضر چالش‌هایی نیز به‌همراه دارد. مهم‌ترین نگرانی، آلودگی آلیاژ تیتانیوم با ایتریم (تا یک درصد) است که می‌تواند مقاومت به خوردگی و دوام آن را در محیط‌های سخت همچون کاربردهای فضایی کاهش دهد. به همین دلیل پژوهشگران در حال بررسی راهکارهایی برای حفظ صرفه‌جویی هزینه، بدون افت کیفیت نهایی هستند. با وجود این چالش‌ها، قابلیت‌های فناوری پنل خورشیدی تیتانیومی توجه جهانیان را به خود جلب کرده است و صنایع مختلفی به دقت روند توسعه آن را دنبال می‌کنند.
کاهش هزینه تولید تیتانیوم می‌تواند موج جدیدی از نوآوری را نه‌تنها در حوزه انرژی خورشیدی، بلکه در زمینه‌هایی همچون باتری‌ها، قطعات الکترونیکی، پروتزهای پزشکی و بسیاری حوزه‌های دیگر به‌همراه داشته باشد. به نظر می‌رسد این نوآوری ژاپنی آغازی بر پایان سلطه پنل‌های سیلیکونی باشد و فناوری‌های نوینی همچون پنل‌های شفاف و فوق‌باریک، آینده انرژی خورشیدی را رقم بزنند.
نظر شما