في الوقت الحاضر، مصادر الطاقة الرئيسية لدينا للنشاط البشري هي الوقود الأحفوري والمعدني، والمصادر النووية والطاقة الكهرومائية. إنها ضارة جدًا بالبيئة لأنها تسبب تحذيرًا عالميًا، ونضوب طبقة الأوزون وتدمير المحيط الحيوي والغلاف الأرضي، والدمار البيئي. وبالتالي، يمكن اعتبار إنتاج الطاقة الفعلي صناعة ضارة من حيث إنتاج التلوث والأثر البيئي منذ الثورة الصناعية في القرن الثامن عشر حوالي 80% بالوزن من انبعاثات ثاني أكسيد الكربون في العالم مصدرها قطاع الطاقة على العكس من ذلك، فإن عمليات توليد الطاقة النظيفة مناسبة من مصادر الطاقة المتجددة مثل الطاقة الشمسية وطاقة الرياح والطاقة الحرارية الأرضية وحرارة المحيطات والمد والجزر. ومع ذلك، لا تزال بدائل إنتاج الطاقة محدودة لأن الجمع بين تكلفتها العالية (تكلفة التصنيع مقابل الكفاءة) والآثار المترتبة على البيئة تكلفة) الحياة البرية، والنفايات الخطرة، ومياه التبريد، وما إلى ذلك يجعل هذه العمليات غير مناسبة لها على سبيل المثال 7% فقط من الطاقة المستخدمة في الولايات المتحدة في 2005 تأتي من مصادر الطاقة المتجددة بشكل رئيسي من الكتلة الحيوية والمصادر الكهرومائية مقابل %8 من الطاقة النووية و85% من الوقود الأحفوري. يمكن العثور على بيانات مماثلة لألمانيا في عام 2006، حيث يغطي الوقود الأحفوري والطاقة النووية 56 و27، على التوالي، من الطاقة لإنتاج الكهرباء، و12 % فقط يتوافق مع المصادر المتجددة، حيث اكتسبت كل من الكتلة الحيوية وطاقة الرياح مكانة خاصة في العقد الماضي. تقدم تقنية النانو، لأول مرة، أدوات لتطوير صناعات جديدة تعتمد على اقتصاديات فعالة من حيث التكلفة وفعالة من حيث التكلفة، مما يساهم بشكل جدي في النمو الاقتصادي المستدام تقنية النانو هي مصطلح واسع يستخدم بشكل دقيق لوصف المواد والظواهر بمقياس النانو، أي بمقياس من 1 مليار إلى عدة عشرات من المليارات من المتر انظر الشكل (10.3)

الشكل (10.3) مقياس الطول وبعض الأمثلة ذات الصلة.

ومع ذلك، فإنه لا يعني فقط التصغير ولكن أيضا المعالجة الدقيقة للذرات والجزيئات لتصميم خصائص المواد النانوية / الأنظمة النانوية والتحكم فيها تختلف هذه الخصائص تماما عن تلك التي تمتلكها المواد السائبة، حيث تنتج أجهزة مصنوعة خصيصا بقدرات غير موجودة في المواد السائبة أو في الطبيعة، أو حتى لتكرار بعض العمليات الطبيعية التي لم يتم تحقيقها حاليًا من خلال المواد الاصطناعية مع التركيز على مجال الطاقة، فإن تقنية النانو لديها القدرة على الحد بشكل كبير من تأثير إنتاج الطاقة وتخزينها واستخدامها. حتى لو كنا لا نزال بعيدين عن نظام طاقة مستدام حقًّا، فإن المجتمع العلمي يبحث في مزيد من التطوير لتقنيات الطاقة النانوية يظهر التطور النوعي لحالة الطاقة لتطبيقات المنزل والسيارات بحلول القرن الحادي والعشرين في الشكل (11.3).

الشكل (11.3) تطور حالة الطاقة لتطبيقات المنزل والسيارات بحلول القرن الحادي والعشرين (الجزء الأيمن) مقارنة بالحالة الحالية (الجزء الأيسر).وفقا لتقرير خارطة الطريق بشأن استخدام المواد النانوية في قطاع الطاقة " من البرنامج الإطاري السادس، ستركز مجالات التطبيق الواعدة لمجال تحويل الطاقة بشكل أساسي على الطاقة الشمسية معظمها التكنولوجيا الكهروضوئية للإمداد المحلي)، تحويل الهيدروجين والأجهزة الكهرو حرارية. تقدم هذه المراجعة لمحة عامة عن مساهمة تكنولوجيا النانو في اقتصاديات الطاقة الشمسية والهيدروجين والطرق المستدامة لتخزين الطاقة كخطوة للأمام لاستخدام أكثر استدامة للطاقة.

مواضيع ذات صلة

الأسمدة النانوية Nano Fertilizer

تطبيقات تقنية النانو في الزراعة Nanotechnology applications in agriculture

التحديات في الاتصالات النانوية Nano communication

إدارة الموارد الطبيعية Natural Resource Management إدارة خصوبة التربة Soil Fertility Management

توفير الموارد Save resources

العلاج والتلوث Treatment and contamination

المراقبة البيئية Environmental Control

استخدام تقنية النانو في البيئية Use of nanotechnology in the environment

الطاقة الشمسية لإنتاج الهيدروجين Solar energy for hydrogen production

الطاقة الشمسية Solar energy

البوليمرات المنفصلة عن الطور Phase-Separated Polymers

النقاط الكمومية