تیتانیوم دی اکسید

ترکیب معدنی سفید رنگ با فرمول TiO2 که پودری شکل و نامحلول در آب است و در دمای 1560 درجه سانتی گراد ذوب میشود و به شکل تجاری از کانی­های ایلمنیت و روتیل به دست می­آید در رنگ و لوازم آرایشی به کار می­رود. نامهای دیگر آن تیتانیا، تیتانیک انیدرید، تیتانیوم دی اکسید و سفید تیتانیوم است.

Reinsch test

آزمونی که برای شناسایی مقدارهای  کم از عناصر آرسنیک، نقره، بیسموت و جیوه به کار می­رود.

تست مارش

آزمون گرمایی با اسید سولفوریک (acid heat test):

آزمونی است برای تعیین درجه­ ی غیراشباعیت ترکیبات آلی که توسط واکنش آن ترکیب با اسیدسولفوریک و  اندازه­ گیری گرمای واکنش انجام می­شود.

تست مارش (Marsh test):

تست مارش برای اطمینان از حضور آرسنیک در یک ترکیب انجام می­شود. ماده ای که قرار است آزمایش بر روی آن انجام شود با گرانول­های فلز روی ترکیب می­شود و هیدروکلریک اسید رقیق به مخلوط افزوده می­شود.در این حال آرسنیک گازی شکل تشکیل می­شود. وقتی که این گاز از لوله-ی شیشه­ای گرم عبور کند، رسوب سیاهرنگ آرسنیک بر روی شیشه مینشیند. نام دیگر این تست Marsh-Berzelius test است.

تست رینش

تعریف طیف استاندارد برای پانل های خورشیدی

اتمسفر نه تنها شدت کل تابش خورشید را تغییر می­دهد بلکه طیف خورشید را نیز تغییر می­دهد. برای نمونه بیشتر طول موج های پر انرژی موجود در طیف خورشید به وسیله­ی لایه­ی اوزون فیلتر می­شوند. به طور کلی در مسیرهای گذر طولانی­تر از اتمسفر (در عرض های بالاتر یا هنگام غروب خورشید) سهم زیادی از طیف خورشید را تابش زیرقرمز تشکیل می­دهد. این اثر فیلتر را می­ توان توسط فاکتور کدری (Turbidity factor) بیان کرد.
 به عبارت دیگر برای مقایسه ­ی ماژول­های خورشیدی ، تست در شرایط استاندارد طراحی شده است. این شرایط ، طیف، شدت و دما را در بر می گیرند. طیف استاندارد اشاره به موقعیت دارد. این شرایط با پیشوند AM  و سپس یک عدد بیان می شود که AM بر گرفته از AirMass است و اشاره به طول مسیر گذر از اتمسفر نسبت به کوتاهترین مسیر دارد البته در صورتیکه خورشید در اوج باشد.

سازمان Committee Internationale d"Eclaraige (CIE) و ASTM یک مجموعه از این اعداد را منتشر کرده اند. مقدار این اعداد از اندازه­گیری عملی به دست آمده است که به صورت استاندارد بیان میشوند. این اعداد همچنین به منظور مقایسه ی طیف واقعی با طیف ساختگی آزمایشگاهی نیز استفاده می­شوند.

به عنوان نمونه مطابق شکل توان تابش خورشید در ΑΜ-1.5G در سمت الراس 48 درجه (48 درجه اختلاف خورشید با نقطه قرار گیری خورشید در اوج آسمان)  وشیب پانل 37 درجه و میزان بازتاب 0.3 و رطوبت 0.29 و دمای 20 درجه سانتیگراد برابر 964 وات بر متر مربع است. و  به عنوان نمونه ی دیگر میزان توان تابشی خورشید در خارج از اتمسفر زمین 1353 وات بر متر مربع است.

معرفی تیتانیا (تیتانیوم دی اکسید) یا TiO₂

تیتانیا (TiO₂  )ماده­ ای قدیمی است که به صورت معمول در رنگدانه­ های سفید از زمان­های دور استفاده می­شده است. این ماده­ ی ارزان، پایدار (شیمیایی)، غیرسمی، بی­ضرر، دوستدار طبیعت و سازگار است و بنابراین به طور گسترده در رنگ­ها، مواد آرایشی و بهداشتی سالیان زیادی استفاده شده است.از دو دهه­ ی گذشته بیشترین مطالعات در مورد اکسید فلزات واسطه مربوط به TiO₂   بوده است، و علت آن ویژگی­های غیرعادی آن همچون خواص فیزیکی، شیمیایی، الکترونیکی، الکتروشیمیایی، فعالیت نوری آن است. دی­ اکسیدتیتانیوم همچنین توجه زیادی را در تحقیقات مهندسی شیمی در زمینه­ های تبدیل انرژی خورشیدی (توسط سلول­های خورشیدی رنگینه­ ای و سلول­های خورشیدی حالت جامد کوانتوم نقطه­ ای)، شکافت آب  و فتوکاتالیست، باتری­های لیتیوم یون و ابرخازن­ها، حسگرهای شیمیایی و گاز، رفع آلودگی­های محیطی و خانگی، تصفیه­ ی آب، پوشش­های ضد مه، پوشش­­های خودتمیز شونده، بوزدا و کاهنده­ ی فعالیت باکتری­ها به خود جلب کرده­ است. اخیرا کشف شده است که استفاده­ ی TiO₂  در تولید انرژی­های تجدیدپذیر مفیدتر است. در سال 1972 شرکت­های فوجی­شیما و هوندا   دریافتند که می­توان توسط الکترودهای بلوری تیتانیوم دی ­اکسید از خاصیت فتوکاتالیستی شکافت آب برای تولید هیدروژن استفاده کرد که موجب پدید آمدن یک راه نویدبخش برای تولید گاز هیدروژن میشود. از آن زمان به بعد دانشمندان و مهندسین به فتوکاتالیست TiO₂ علاقه­ مند شدند که به طور قابل ملاحظه­ ای پیشرفت کرد. گذشته از این معلوم شد که TiO2 قادر است انواع گوناگونی از آلاینده­ ها را در آب و هوا تجزیه کند. از سوی دیگر در سال 1991 اُرِگان و گراتزل یک نوع جدید از سلول­های خورشیدی بر پایه­ی فتوالکترود TiO₂ حساس شده به رنگدانه را اختراع کردند که DSSC یا DSC نامیده شد. این پدیده به علت پایداری، هزینه کم و انعطاف­پذیری، توجه زیادی را به خود جلب کرد. در این گونه کاربردهای سل فتوالکتروشیمیایی،TiO₂ با مساحت سطح زیاد و تخلخل زیاد برای ایجاد بازده زیاد به کار می­رود. یک راه برای تحقق بخشیدن، استفاده از TiO2­ با اندازه ذرات کوچک مثلا نانو­ذرات است. راه دیگر، ساختن TiO2 مزوپروس است. 

مطالب مرتبط:

ویرایش نانو مواد TiO₂

امروزه با توجه به نیاز روزافزون به انرژی، کاهش منابع سوخت­های فسیلی، وآلودگی هوای ناشی از مصرف سوخت­های هیدروکربنی رایج، کشورهای پیشرفته به استفاده از منابع انرژی تجدیدپذیر روی آورده ­اند. همان­طور که می­دانید توسعه­ ی منابع انرژی عاری از کربن یکی از مهمترین چالش­های این قرن است. استفاده از منابع انرژی تجدیدپذیر از قبیل انرژی خورشید، انرژی باد، انرژی آب، بسیار قدیمی است. این انرژی­ها از قرن­ها پیش تا اوایل دوره­ ی انقلاب صنعتی و حتی اواسط قرن نوزدهم میلادی کم و بیش استفاده می­شدند که در دوره­ ی انقلاب صنعتی به علت قیمت پایین نفت، استفاده از منابع انرژی تجدیدپذیر رو به فراموشی گذاشته شد. از مهمترین منابع انرژی تجدیدپذیر می­توان انرژی باد، انرژی جریان آب، انرژی خورشیدی، سوخت­های طبیعی، سوخت­های زیستی، انرژی گرمایی زمین، انرژی امواج دریا، انرژی جزر­و­مد و... را نام برد که به جز انرژی زمین گرمایی و انرژی جزر و مد، بقیه­ ی انرژی­های تجدیدپذیر نام­برده وابسته به خورشید هستند. انرژی­های تجدیدپذیر پسماندی ندارند، تمیز هستند، و می­ توان در محل تولید، آنها را مصرف کرد.

به طور کلّی از دلایل استفاده از انرژی­های تجدیدپذیر در چند سال اخیر می­توان به موارد از قبیل نیاز روزافزون به انرژی، آلودگی هوا ناشی از مصرف سوخت­های فسیلی ،کاهش روزافزون منابع انرژی مرسوم، افزایش قیمت منابع انرژی، گرم شدن کره­ ی زمین، فراوانی منابع انرژی­های تجدیدپذیر در سرتاسر کره­ ی زمین، رایگان و بی زیان  بودن منابع انرژی تجدیدپذیر برای محیط زیست، راحتی انبوه­سازی منابع انرژی تجدیدپذیر، پیشرفت علم در بهره­ برداری از منابع انرژی تجدیدپذیر، بهره­ برداری از منابع تجدیدپذیر بدون نیاز به حفاری و استخراج، پیشرفت علم در ساخت باتری­های قابل­شارژ و … را نام برد.

از میان انرژی­های تجدیدپذیر، انرژی باد و انرژی حاصل ازخورشید از قدیمی­ترین منابع انرژی­ مورد استفاده­ و پر استفاده­ ترین منابع انرژی­های تجدیدپذیر امروزه­ ی بشر هستند. اولین مدارک تاریخی مربوط به استفاده از انرژی خورشید به 212 سال قبل از میلاد مسیح در زمان ارشمیدس بازمیگردد. به علت فراوانی و مزایای زیاد منابع انرژی خورشید و باد، امروزه توجه زیادی به آنها شده است و در چند سال اخیر همانگونه که در شکل زیر مشخص است این دو منبع انرژی رشد زیادی کرده­ اند.

انرژی باد و انرژی خورشید دو منبع انرژی هستند که امروزه با یکدیگر در حال رقابت­ اند. ظرفیت نیروگاه­های بادی در پایان سال 2012 به مقدار 282482 مگاوات رسید درحالیکه در پایان سال 2012، ظرفیت جهانی انرژی حاصل از نیروگاه­های فتوولتاییک به 100000 مگاوات رسید و کشورهای آلمان و ایتالیا بیشترین تعداد نیروگاه­های فتوولتاییک را دارا هستند.

بهره­ برداری از انرژی خورشید نسبت به دیگر انرژی­های تجدیدپذیر جنبشی برتری­هایی دارد که عبارتند از: نبود قطعات مکانیکی و استهلاک در سلول­های خورشیدی، قابلیت نصب سلول­های خورشیدی روی لوازم کوچک خانگی تا نیروگاه­های بزرگ خورشیدی، نبود آلودگی صوتی، تعمیر و نگهداری راحت، بی نیاز بودن به استفاده از عناصر نادر همچون نئودیمیوم، قابل حمل بودن، آسیب کمتر مزارع خورشیدی در برابر زمین­ لرزه (نسبت به توربین­های بادی) و... .