أهلًا بالمستقبل !
اخترع باحثون، مستلهمين من عالم النبات، إلكترودًا جديدًا قادرًا على زيادة قدرة التخزين من الطاقة الشمسية بنسبة 3000 %.
تعدّ هذه التكنولوجيا مرنة و يمكن تركبيها على الخلايا الشمسية مباشرةً، مما يعني أننا وأخيرًا سنكون على بعد خطوة واحدة من الهواتف والأجهزة المحمولة التي تستمد طاقتها من الشمس، ولا تنفذ أبدًا.
و من المشاكل الكبيرة في الاعتماد على الطاقة الشمسية كمصدر، هو الخروج بفكرة لتخزين تلك الطاقة واستخدامها فيما بعد من غير أن تتسرب بمرور الوقت.
وللتغلب على هذه المشكلة ، توجه المهندسون إلى استخدام موسعات فائقة القدرة – وهو نوع من التكنولوجيا الذي بإمكانه الشحن بسرعة كبيرة، وتفريغ الطاقة بدفعة كبيرة.
ولكن في الوقت الحالي، لا تمتلك هذه المكثفات القدرة على تخزين ما يكفي من الطاقة لجعلها قابلة للتطبيق كبطاريات شمسية.
لذلك، قرر فريق من جامعة رميت في ملبورن في أستراليا، التحقيق في كيفية ملأ الكائنات الحية للطاقة داخل مساحة صغيرة، وسرعان ما حفّز خيالهم نبات ذو أوراق مكسورة، مثل بارنسلي فيرن و زهرة ويسترن سوارد فيرن »السيف الغربي « و الذي ينمو في امريكا الشمالية.
ويقول أحد اعضاء الفريق، ماين غو، وهو مهندس نانوتكنولوجي: » إن أوراق الويسترن سوارد هي مكتظة بالأوردة، مما يجعلها فعالة لتخزين الطاقة للغاية ونقل المياه حول العالم . «
» يعتمد الإلكترود على نمط من الأشكال الهندسية ، الذي هو تكرارللذات، مثل هياكل مصغرة داخل الثلج- ولقد استخدمنا هذا التصميم الطبيعي الفعال لتحسين عملية تخزين الطاقة الشمسية على مستوى النانو«.
ولإنتاج إلكترود ذو موصلية عالية، يستخدم العلماء أشعة الليزر لمعالجة الجرافيت، وهي مادة متناهية الصغر مكونة من مادة الكربون النانوية ذات الكثافة الواحدة، والتي تمتلك القدرة على توصيل الكهرباء بمعدلات مدهشة.
و باستخدام هذا التصميم ودمجه مع الموسعات فائقة الكثافة, حقق غو و فريقه سعة لتخزين الطاقة أكبر بثلاثين ضعف، وهذا يعني أنه إذا تم استغلال الإلكترود الجديد بنجاح، سيصبح بإمكاننا رؤية الخلايا الشمسية مرتبطة مع الموصلات الفائقة التي لديها قدرة تخزين أكثر من 3000 % من ما هو ممكن حاليًا.
و يقول غو: » تعزز الموسعات فائقة القدرة إمكانية الإعتماد طويل المدى على تلك البطاريات، وكذلك الإطلاق السريع للطاقة« .
ويعتقد غو أن هذا سيجعل الموسعات الفائقة الجديدة بدائل مثالية لتخزين الطاقة الشمسية، كما يمكن أن تسترد كمية جيدة من الطاقة وبكفاءة عالية – حتى في يوم ملبد بالغيوم.
و حتى الآن، تلك التجارب هي مجرد دليل لمفهوم النمط القائم على منهاج، ولكن الباحثون يشعرون مسبقًا بالحماس لتلك الأفكار الكامنة واسعة الإنتشار الخاصة بالتكنولوجيا الجديدة.
تقول الباحثة ليتي ثيكيكارا، وهي طالبة دكتوراه في جامعة رميت: »إن الإمكانية الأكثر إثارة هي استخدام هذا الإلكترود مع خلية شمسية، لتقديم حل شامل لجمع الطاقة وتخزينها على رقاقة «.
في حين أنه من الممكن القيام بذلك مع الخلايا الشمسية الحالية من النوع الذي تراه بشكلٍ متكرّر على أسطح المنازل، تعتقد ثيكيكارا أنه سيكون من المفيد دمج الإلكترود الجديد مع الخلايا الشمسية الرقيقة، و »الجيل القادم« من الخلايا الضوئية المرنة التي يمكن استخدامها عمليًا في أي مكان.
وتقول: » يمكن استخدامه في أي مكان يمكن أن تتخيله، بدءًا من نوافذ الأبنية حتى لوحات السيارات، والهواتف الذكية، والساعات الذكية« .
وتضيف: » لن نحتاج بعد الآن إلى بطاريات لشحن هواتفنا أو محطات شحن لسياراتنا الهايبرد «.
وتضيف: »يجب أن يكون التركيز الآن على الطاقة الشمسية المرنة، حتى نتمكن من العمل نحو تحقيق رؤيتنا بالإعتماد الكامل على الطاقة الشمسية والإلكترونيات ذاتية التشغيل «.
وقد تم وصف النموذج الأولي في التقارير العلمية.
ترجمة : عمرو سيف
تدقيق: عمر النجداوي
تحرير: يمام اليوسف
