درباره ی مصطفايی

مهندس عبداله مصطفايي فارغ التحصيل مقطع كارشناسي ارشد رشته مهندسي محيط زيست از دانشگاه تهران و مقطع كارشناسي رشته مهندسي شيمي از دانشگاه صنعتي شريف است. تجربيات وي در زمينه فرايندهاي شيميايي، محيط زيست و انرژي است. از نامبرده مقالات متعددي در نشريات علمي و روزنامه ها چاپ شده است.

خانه خود را با آفتاب خنک کنید

به گزارش ایسنا به نقل از گیزمگ، یک سیستم خنککننده توسط یک تیم از دانشگاه استنفورد به رهبری پروفسور «شانهوی فن» ساخته شده است که گرمای ساختمان را از طریق یک فرآیند به نام خنککننده تابشی، بدون نیاز به هر منبع برق خارجی دفع می‌کند.

در حال حاضر محققان این فناوری را با یک پنل خورشیدی جفت کرده‌اند و یک سیستم طراحی کرده‌اند که هم می‌تواند از نور خورشید، برق تولید کند و هم می‌تواند به طور همزمان یک ساختمان را خنک کند.

سیستم‌های تهویه مطبوع، انرژی زیادی مصرف می‌کنند و با افزایش روند گرمایش جهانی، به یک معضل بزرگ تبدیل شده است.

هنگامی که اولین بار این سیستم خنک کننده تابشی در سال ۲۰۱۳ معرفی شد، قرار بود که پنل‌های خورشیدی از روی پشت بام بتوانند برای کار سیستم‌های جریان مستقیم، برق تولید کنند. اما در حال حاضر تیم سازنده دستگاه را دو منظوره کرده است. به این معنی که این سیستم همراه با تولید برق، ساختمان را نیز خنک می‌کند.

فن می‌گوید: ما اولین دستگاهی را ساخته‌ایم که به صورت همزمان هم می‌تواند انرژی تولید و هم ذخیره کند.

این دستگاه هیبریدی از پنل‌های خورشیدی دو لایه تشکیل شده است که لایه بالایی آن که در معرض آفتاب قرار می‌گیرد، متشکل از مواد نیمه هادی است، در حالیکه لایه زیرین از موادی ساخته شده است که گرمای حرارتی ساختمان را به یک طول موج خاصی از نور مادون قرمز تبدیل می‌کند که قادر به عبور مستقیم از طریق جو است و اجازه می‌دهد تا به فضا پرتاب شود. ادامه مطلب

آلودگی هوا کارآیی پنل‌های خورشیدی را کاهش می‌دهد

به گزارش ایرنا از پایگاه خبری ساینس دیلی، محققان با گردآوری اطلاعات درباره میزان تشعشعات خورشید که به زمین می‌رسد و میزان ذرات معلق موجود در هوا، راهکاری را برای محاسبه میزان پرتوهای جذب یا منعکس شده توسط آلاینده‌های هوا پیش از رسیدن این پرتوها به پنل خورشیدی ابداع کردند.

در مرحله اول این تحقیقات که در شهر دهلی‌نو انجام گرفت، مشخص شد آلودگی هوا کارآیی پنل‌های خورشیدی را به میزان ۱۲ درصد کاهش می‌دهد. این میزان کاهش کارآیی در برخی از پروژه‌های تامین توان خورشیدی، تفاوت بین یک چیدمان موفق و ناموفق است که علاوه بر کاهش سود پروژه، انگیزه سایرین را نیز برای سرمایه‌گذاری در این حوزه از بین می‌برد.

به عبارت دیگر اگر ابعاد یک سازه تامین توان خورشیدی بر اساس میزان پرتوهای خورشید که به زمین می‌رسد، محاسبه شود و به آلودگی هوا توجه نشود، توان خروجی کم‌تر از میزان محاسبه شده خواهد بود و به تبع آن درآمد حاصل نیز کمتر از میزان پیش‌بینی شده است. ادامه مطلب

سلولهای خورشیدی چگونه برق تولید می کنند؟

ستاد نانو: در سلول‌های خورشیدی، برای تولید الکترون و در نتیجه ایجاد جریان، از مواد نیمه‌رسانا استفاده می شود. در واقع، قلب یک سلول خورشیدی، یک ماده نیمه‌رسانا است که می‌تواند با دریافت نور خورشید، الکترون تولید کند. در فیزیک کوانتوم گفته می‌شود که نور خورشید شامل بسته‌های انرژی است. در واقع فرض می‌شود که انرژی، به صورت بسته‌های مجزا و جداگانه منتقل می‌شود. این بسته‌های جداگانه، فوتون نامیده می‌شوند. می‌توان این گونه فرض کرد که یک باریکه نور خورشید، شامل تعداد بسیار زیادی تک موج است که هر کدام از آن‌ها را می‌توان معادل یک بسته انرژی یا فوتون فرض کرد. انرژی هر فوتون، بر اساس همان رابطه انرژی موج که قبلاً به آن اشاره شد، مشخص می‌شود. زیرا هر فوتون مانند یک موج، دارای طول موج معین است. پس از برخورد فوتون با ماده نیمه‌رسانا، انرژی فوتون به الکترون داده می‌شود. اگر انرژی فوتون برابر یا بیشتر از انرژی سد پتانسیل یا همان گاف انرژی باشد، الکترون می‌تواند بر سد انرژی گاف غلبه کرده و خود را به تراز هدایت ماده برساند. به محض این که الکترون از تراز ظرفیت ماده جدا شده و به سمت تراز هدایت می‌رود، به جای آن یک حفره ایجاد می‌شود. مادامی که نور خورشید در حال برخورد به ماده نیمه‌رسانا است، الکترون تولید شده و به تراز هدایت ماده می‌رود. مشابه این پدیده را در زندگی روزمره خود بسیار دیده‌ایم. برای مثال، توپی را در نظر بگیرید که در حالت طبیعی خود تمایلی به بالا رفتن ندارد. پرتاب کردن این توپ به ارتفاع بالاتر از دیدگاه «انرژی» معادل این است که بخواهید آن را از سطح انرژی پتانسیل گرانشی پایین‌تر (ارتفاع کمتر) به سطح انرژی پتانسیل گرانشی بالاتر (ارتفاع بالاتر) منتقل کنید. بنابراین اگر بخواهید به نحوی توپ را به بالا پرتاب کنید، باید مقدار مناسبی انرژی به توپ بدهید تا بتواند بر سد پتانسل گرانشی زمین غلبه کرده و به بالا برود؛ مثلاً توپ را شوت کنید! پس از این که توپ بالا رفت و به ارتفاع مورد نظر رسید، چون این سطح انرژی برای توپ غیرتعادلی است، توپ برای رسیدن به تعادل، دوباره به پایین بر می‌گردد. در واقع توپ تمایل دارد با کاهش انرژی پتانسیل خود، به شرایط تعادلی اولیه‌اش برگردد. بنابراین به پایین سقوط می‌کند. ادامه مطلب

۳ میلیون دلار جایزه برای اختراع یک سیستم تهویه متفاوت

همینطور که جهان در حال گرم‌تر شدن است، می‌توان انتظار داشت که تولید و استفاده از سیستم‌های تهویه مطبوع به طور فزاینده‌ای بیشتر شود. بدین ترتیب، نیاز به طراحی نوآورانه این تکنولوژی که مصرف انرژی بالایی نیز دارد شدیدا احساس می‌شود. اکنون “ریچارد برانسون” اختصاص یک جایزه سه میلیون دلاری برای رقابت در طراحی مجدد این سیستم‌ها و کمک به توقف رشد تغییرات اقلیمی را اعلام کرده است. این مسابقه توسط دولت هند و شرکای دیگر حمایت می‌شود و “ریچارد برانسون” نیز سفیر آن خواهد بود.

برگزارکنندگان، تجدید نظر در نحوه طراحی سیستم‌های خنک کننده را یک نیاز اصلی می‌دانند. آنها می‌گویند که در حال حاضر حدود ۱.۲ میلیارد سیستم تهویه مطبوع در سراسر جهان در حال کار است و کارآمدترین آنها تنها حدود ۱۴ درصد از حداکثر بازده نظری خود را محقق می‌کند.

به عنوان یک مقایسه، سرمایه‌گذاری در تحقیق و توسعه محصولات روشنایی به چراغ‌های ال‌ای‌دی با بهره‌وری ۸۹ درصدی منجر شده است. با این که انتظار می‌رود ۳.۳ میلیارد سیستم تهویه مطبوع دیگر از حالا تا سال ۲۰۵۰ میلادی در سراسر دنیا نصب شود، اما تقریبا کاری برای ارتقای کارآیی آنها انجام نشده است. به گفته برگزارکنندگان، این اتفاق به این دلیل افتاده است که این صنعت بیشتر بر کاهش هزینه‌ها به جای مصرف انرژی تمرکز دارد. بنابراین، این مسابقه فرصتی برای ایجاد تحول در این صنعت و تقریبا مانند مسابقات XPrize است که به دنبال کشف راه‌حل‌های فناورانه برای مشکلات اجتماعی است. ادامه مطلب

آیا پروژه های زمین- مهندسی برای خنک کردن زمین مفیدند یا مضر؟

چند سال قبل قرار بود محققان انگلیسی که از حمایت دولت برخوردار بودند، با به کارگیری شیلنگ لاستیکی و یک بالن پرشده با هلیوم، آب را به ارتفاع یک کیلومتری پمپاژ کنند. اگر این سیستم بالن و شیلنگ می توانست وزن و فشار آب را تحمل کند به آن معنی بود که در لوله های مشابه به طول ۲۰ کیلومتر می توان هزاران تن مواد ریز و آئروسل بازتاب کننده را به درون استراتوسفر تزریق کرد. مشروح این پروژه در مقاله «ابرهای خودساخته بر فراز زمین» در روزنامه «شرق» مورخ ۵/۲/۱۳۹۱ به طور کامل بحث شده است. لازم به ذکر است که در دیدگاه زمین-مهندسی می خواهند با دستکاری در شرایط زمین، وضعیتی پدید آورند که به نحوی مشکل گرم شدن زمین برطرف شود.

از آنجایی که درجه حرارت زمین به طور پیوسته در حال افزایش است و اقدامات بین المللی برای کم کردن گازهای گلخانه ای در حال ضعیف شدن است، تغییرات آب وهوایی به تهدید وحشتناکی تبدیل شده که در حال حاضر به تحقیقات جدی دانشمندان روی پروژه های «زمین-مهندسی» به عنوان آخرین راهکار برای خنک کردن زمین منجر شده است. گروهی عقیده دارند که دستکاری عمدی آب وهوای زمین می تواند به طور مشخص عواقب ناخواسته ای در پی داشته باشد. در این راستا سولومون هسیانگ که استاد سیاست گذاری اجتماعی در دانشگاه برکلی کالیفرنیاست، می گوید: «بنابراین بسیار مهم است که قبل از هرگونه تلاش جهت دست بردن در آب وهوا مطالعات و بررسی های کاملی انجام شود و ما باید بدانیم که خود را درگیر چه چیزی می خواهیم بکنیم». هسیانگ و گروهی از محققان هدفشان را روی یک تحقیق جدید متمرکز کرده اند. این تحقیق نگاهی دارد به یکی از همین طرح های زمین-مهندسی و اینکه این طرح چگونه بر سیستم مهم تولیدات کشاورزی تاثیر خواهد گذاشت. در این طرح پیشنهاد می شود که مقادیر زیادی از ذرات معلق ریز به اتمسفر تزریق شود تا نور خورشید را منحرف کرده و باعث شود که سایه روی زمین بیفتد. شمار فزاینده ای از تحقیقات حاکی از آن است که فشار ناشی از گرمایش جهانی می تواند باعث کاهش برداشت محصولات کشاورزی شود که این یک نگرانی اصلی و مهم برای امنیت غذایی در جهان است. برای مثال یک پژوهش که در ماه ژوئن منتشر شد، نشان می دهد که با افزایش درجه حرارت، به طور کلی تولید ذرت کاهش پیدا خواهد کرد و تولیدش سال به سال متغیر خواهد بود و این همان جایی است که به نظر می رسد دیدگاه زمین-مهندسی به عنوان یک راه بالقوه برای کاهش تاثیرات نامطلوب تغییرات آب وهوا بر محصولات کشاورزی مطرح باشد. نفع دیگر این کار همانا پراکنده کردن اشعه های تابشی خورشید است که باعث ایجاد نوع خاصی نور منتشره خواهد شد که بسیاری از گیاهان آن را به نور معمولی ترجیح می دهند. اما در اینجا یک مانع احتمالی وجود دارد و آن این است که گیاهان به طورکلی نور کمتری را برای فتوسنتز دریافت خواهند کرد. موضوعی که نامشخص باقی می ماند، این است که کدام یک از این تاثیرات غالب خواهد شد و اینکه آیا در نهایت زمین-مهندسی باعث آسیب به کشاورزی می شود یا کمک به آن؟ پژوهش جدید هسیانگ که اخیرا در نشریه نیچر منتشر شده است تلاش دارد که تاثیرات کلی تغییرات آب وهوا را مشخص کند. ادامه مطلب
مطلب قبلی:ابرهای خودساخته بر فراز زمین

آغاز بکار اولین قطار هیدروژنی جهان در آلمان

نخستین قطار پاک دنیا که از سلول‌های هیدروژنی برای تامین سوخت خود استفاده می‌کند، از دیروز وارد شبکه ریلی آلمان شد.
این قطار موسوم به “Coradia iLint” ساخته شرکت “آلستوم”( Alstom) روز یکشنبه در حضور مقامات دولتی و صنعتی معرفی شد که اولین نمونه از دو قطار بی‌صدا و پاکی است که در راه آهن آلمان فعالیت خواهند کرد.
قطارهای برقی برای خطوط حمل‌ونقل شلوغ و پرجمعیت بسیار مفید هستند و عدم آلایندگی را به ارمغان می‌آورند، اما برقی کردن هر شبکه ریلی به جز کوچکترین یا متمرکزترین آنها عملی نیست. در نتیجه بسیاری از خطوط بین شهری باید همچنان به موتورهای دیزلی برای حمل مسافر و کالاها تکیه کنند.
“آلستوم” برای رفع این مشکل اولین قطار سلول هیدروژنی را به عنوان بخشی از قرارداد ۹۴.۵ میلیون دلاری برای ساخت یک ناوگان اولیه متشکل از ۱۶ قطار هیدروژنی شروع کرد.
این قطار مبتنی بر قطار دیزلی همین شرکت ساخته شده است، اما توسط سلول‌های سوخت هیدروژنی پشتیبانی می‌شود که نیروی اضافی توسط بانکی از باتری‌های لیتیوم-یونی ذخیره می‌شود.
این قطار با ۱۵۰ صندلی تا ۳۰۰ مسافر ظرفیت دارد و دارای بیشینه سرعت ۱۴۰ کیلومتر در ساعت است. ادامه مطلب

یخچال بدون برق و بدون یخ

شرکت “فنیک”(Fenik)، یک روش جدید و طبیعی برای نگهداری از مواد غذایی ارائه داده است. این شرکت، نوعی یخچال کوچک و قابل حمل ابداع کرده که می‌تواند مواد غذایی را بدون استفاده از الکتریسیته، خنک نگه دارد. هدف از ابداع این یخچال، ارائه یک روش کم‌هزینه برای حفظ میوه‌ها و سبزیجات در مناطق دورافتاده است.

برخلاف یخچال‌های دیگر که به تجهیزات الکتریکی مانند پنکه، کمپرسور هوا و پنل‌های خورشیدی نیاز دارند، این یخچال موسوم به “یوما ۶۰ ال”(Yuma 60L) می‌تواند مواد غذایی را تنها با استفاده از آب، خنک کند.

یکی از نکات قابل توجه در مورد یوما ۶۰ ال این است که سبزیجات، به شرایطی گرم‌تر از یخچال‌های معمولی تمایل دارند. این یخچال‌ها دمایی بین ۱۲ تا ۱۸ درجه فراهم می‌کند و با نگهداری سبزیجات در رطوبت داخلی بالا، عمر مفید آنها را افزایش می‌دهد. این یخچالها ، همیشه قابل تنظیم هستند و نیازی نیست که کاربر، نگران خرید یخ یا اتصال یخچال به پریز برق باشد.

علاوه بر مزایای گفته شده، این یخچال، یک ابزار دوستدار محیط زیست محسوب می‌شود زیرا به نیروی الکتریسیته نیازی ندارند و مواد شیمیایی مضر را در طبیعت منتشر نمی‌کنند. ادامه مطلب

تولید آب از هوا با استفاده از هیدروژل نمکی در عربستان

گروهی از محققان چینی دانشگاه ملک عبدالله عربستان سعودی به سرپرستی وانگ پن، از یک ژل نمکی غیرسمی دارای کلرید کلسیم برای ترکیب اکسیژن و هیدروژن موجود در هوا و تهیه آب استفاده کرده‌اند. ژل یادشده از قابلیت منحصر به فردی برای جذب آب از هوا برخوردار است و نمک آن مایع بوده و به راحتی آب می‌شود. این امر استفاده از آب به دست آمده را تسهیل می‌کند و باعث می‌شود این آب مزه‌ای مناسب داشته باشد.

برای تصفیه آبی که به این شیوه به دست می‌آید و بهتر کردن طعم و مزه آن از نوعی پلیمر هم در این هیدروژل استفاده می‌شود و نانوفیبرهای کربنی آن که در برابر نور آفتاب به خوبی عمل می‌کنند، قادر به تصفیه آب از املاح شور و نامناسب هستند. ادامه مطلب

فناوری تحریم کدامست؟

نشریه صنعت لاستیک ایران:
به گذشته‌های نه‌چندان دور که برمی‌گردیم، موضوع دریافت دانش فنی تولید (و نه فناوری)، در رأس بحث‌های موردنظر صنعت تایر بوده ‌است و البته طرف صحبت شرکت‌های داخلی به‌عنوان یک‌طرف میز گفت‌وگو، به‌طور عمده شرکت‌های صاحب‌نام فناوریِ تولید در دنیا یا حداقل برندهای معتبر بودند.
اگر امروز طرح موضوعِ ارتباط فنی یا جذب دانش فنی از شرکت‌هایی چون میشلن فرانسه، گودیر امریکا و بریجستون ژاپن، شوخی‌ای بیش تلقی نمی‌شود، اما عزیزان صنعت تایر، اوایل دهه‌ی ۸۰ شمسی را که با همین شرکت‌های معتبر پشت میز گفت‌وگو می‌نشستیم، به‌خاطر می‌آورند. در همان سال‌ها صحبت از شراکت تجاری با شرکت‌های تایرسازی مطرح جهان چون میشلن، کنتیننتال، کومهو و … بود و البته صد حیف که این مهم شکل نگرفت.
در این میان برخی شرکت‌های تایرسازی داخلی بودند که هوش‌مندانه توانستند حداقل بخشی از نرم‌افزارهای فناوری (دانشِ فنیِ تولید) خود را از پیشتازان فناوری دنیا دریافت کنند و خوش‌بختانه امروزه همان اقدام‌ها، عامل برتری آنان نسبت به دیگران شده است. دستاورد دیگر آن‌که همان دانشِ داده‌های فنی، درگذر زمان ایرانیزه شده و بستر مناسبی برای ارتقای دانش در سازمان‌های یادشده ایجاد کرده‌اند. اما متأسفانه سایه‌ی اژدهای مخوف تحریم‌ها و قطع ارتباطات بین‌المللی، نخستین و مهم‌ترین تأثیرش را در گذر زمان، روی تعاملات علمی و فنی کشور و به‌ویژه صنایع تبدیلی انداخت.
در فاصله‌ی اواخر دهه‌ی ۸۰ تا اوایل دهه‌ی ۹۰ شمسی، قد و قواره‌ی طرف‌های خارجی‌مان کوتاه‌تر و کوتاه‌تر شد و محور اصلی ارتباط‌ها هم در حد فروش سخت‌افزار تولید (ماشین‌آلات و تجهیزات) بود؛ تا این‌که بارقه‌های امید در زمستان سال ۱۳۹۲ شکل گرفت؛ آنجایی که کرورکرور نمایندگان کشورهای صاحب فناوری، به‌منظور گفت‌وگو وارد ایران شدند. در یکی از این جلسه‌ها که به دعوت هولدینگ تاپیکو، صد شرکت فرانسوی به ایران آمده بودند و من هم به نمایندگی از گروه صنعتی بارز در این جلسه حضور داشتم، باورم نمی‌شد که در گروه دعوت‌شده در بخش تایری، نماینده‌ی شرکت میشلن فرانسه نشسته باشد. حدود ۲ تا ۳ ساعت بحث و گفت‌وگو و امیدی به‌دست آمده از این گفت‌وگوها، مرا چنان سرمست کرده بود که گویا با حضرت حافظ قرار ملاقات داشتم؛ اما متأسفانه آن امیدها هم رویایی بیش نبود و داغ ارتباطات و تعاملات از نوع دانش فنی و نرم‌افزارهای تولید، بر دل‌مان ماند. در شرایطی که می‌بینیم موج عظیم نهاده‌های گوناگون فناوری (مغزافزار، نرم‌افزار، سخت‌افزار و سازمان‌افزار)، با حرکت توفنده‌ی خود، تلاطم‌های فراوانی را در دنیا به‌وجود آورده و می‌آورد و این موج سرکش، هیچ‌گاه منتظر هیچ‌کس نمی‌ماند.
به‌نظر من در چنین شرایطی که حتی شرکت‌های درجه‌ ۲ و ۳ چینی نیز بعضاً پاسخ نامه‌های‌مان را نمی‌دهند و به‌عبارتی در شرایط تحریم فناوری قرار گرفته‌ایم، می‌باید از نسخه‌ی فناوری تحریم استفاده کنیم. وقت آن رسیده است که در چنین شرایطی گردِ هم‌ آییم و داشته‌ها و دانسته‌های‌مان را در طَبَق اخلاص قرار دهیم و بپذیریم که قاعده‌ی بازی در شرایط تحریم کاملاً متفاوت است. این هم‌افزایی می‌باید هم در واحدهای تدارکات شرکت‌ها- به‌منظور ایجاد شرایط بهینه‌ی تأمین- و هم در واحدهای فنی و تولید صورت پذیرد.
در شرایط فناوری تحریم‌، رقابت‌پذیری داخلی‌ اولویت نیست. در این شرایط دست بر روی زانو و دست دیگر می‌باید برای بلند کردن نیازمندی دیگری باشد. حواس‌مان باشد که در شرایط تحریم، نخستین و مهم‌ترین بخشی که آسیب جدی می‌بیند، سیستم عرضه‌وتقاضا و پیامد آن مصرف‌کننده‌ی نهایی یعنی مردم‌ هستند و متأسفانه چنین شرایطی، محیط بسیار خوبی برای رشد سوداگران فراهم می‌کند و به بهانه‌ی تأمین کمبود محصول، تمامی در‌ها به‌راحتی برای آنان باز می‌شوند و هر محصول گِرد و سیاهی را به نام تایر وارد کشور می‌کنند و به فروش می‌رسانند.
صدالبته این امر علاوه بر تأثیر کوتاه‌مدت بر بدنه‌ی نحیف صنعت تایر کشور، آسیب‌های جدی میان‌مدت و بلندمدتی نیز ایجاد می‌کند که در شرایط پایدار اقتصادی (که به‌خواست خدا به‌زودی فرامی‌رسد)، می‌باید برای جبران صدمه‌های این آسیب‌ها، سال‌ها تلاش کرد.
به قول سهراب سپهری در این شرایط
“وسیع باشیم و تنها، سربه‌زیر و سخت”