فريق بحثي بـ«علوم المنصورة» يقدم مشروعات للطاقة المتجددة
تاريخ النشر: 9th, December 2023 GMT
تقدم جامعة المنصورة العديد من الأبحاث العلمية التي تخدم رؤية مصر ٢٠٣٠ والتنمية المستدامة وتعد كلية العلوم من أبرز الكليات التي ساهمت في تلك الملفات، وجاء ذلك تحت رعاية الدكتور"أيمن عاشور" وزير التعليم العالي والبحث العلمي والدكتور شريف خاطر، رئيس جامعة المنصورة، والدكتور أسامة العيان، عميد كلية العلوم جامعة المنصورة.
حيث قام فريق بحثي بقيادة الدكتور “أحمد فتحي ملوك" دكتور كيمياء فيزيائية بعلوم المنصورة، مدير معمل مصير جامعة المنصورة ورئيس الفريق البحثي، وبالتعاون مع كلا من: الدكتور أحمد بهجت خليل، أستاذ الكيمياء التحليلية، ونائب الباحث الرئيسي في معمل جامعة المنصورة لأبحاث الطاقة المستدامة (مصير)، والدكتور فتحي سامي الحفناوي، أستاذ مساعد الكيمياء التحليلية بقسم الكيمياء، وكاميليا بلال، معيد الكيمياء الفيزيائية، عضو الفريق البحثي بمعمل جامعة المنصورة لأبحاث الطاقة المستدامة (مصير)، وأحمد صلاح، معيد الكيمياء التحليلية بالعمل على مشروعات علمية هامة.
«البوابة» التقت الدكتور أحمد فتحي ملوك، مدير معمل جامعة المنصورة لأبحاث الطاقة المستدامة (جامعة
المنصورة ورئيس الفريق البحثي..
وأوضح أن المشروع الأول، بعنوان:
"خلايا الوقود الصلبة المدعومة بمعدن مستخدماً إلكتروليت موصلاً لأيونات الهيدروجين وتغذيتها بغاز الأمونيا مباشرةً للاستفادة منه كوقود".
وهذا المشروع البحثي هو شراكة مصرية أمريكية ويمثلها جامعة المنصورة (للجانب المصري) وجامعة وست فرجينيا (للجانب الأمريكي).
وتابع بأن أهداف هذا المشروع تقليل انبعاثات الغاز الدفينة في العالم حيث يمثل النقل حوالي ٢٧٪ من إجمالي انبعاثات الغازات الدفيئة في العالم اليوم.
وأشار "ملوك"، الي ان فريق ”ليو- ملوك" البحثي سعي لتطوير خلية وقود أوكسيد صلبة مدعومة بمعدن مستخدماً إلكتروليت موصلاً لأيونات الهيدروجين وتغذيتها بغاز الأمونيا مباشرةً، وذلك بهدف الاستفادة منه كوقود عند درجة حرارة متوسطة لعمل السيارات الكهربائية للعمل باستخدام خلايا الوقود كاتجاه جديد في ابتكارات تقنيات الطاقة.
وكشف أن خلايا وقود الأكسيد الصلبة توفر للسيارات وقود فعال ونظيف خاصة تلك التي تعمل بوقود خالي من الكربون كالأمونيا، وأن الأمونيا السائلة برزت كوقود غني بالطاقة وحامل للهيدروجين لخلايا وقود الأكسيد الصلبة.
وأضاف "ملوك"، أن من مميزات المشروع البحثي ضرورة توافر بنية قوية للخلايا الوقود الصلبة للسيارات الكهربائية التي تعمل في مدى متوسط من درجات الحرارة تقريباً ٦٥٠ درجة مئوية.
وتابع بأن خلايا وقود الأكسيد الصلبة المدعومة بمعدن وباستخدام إلكتروليت موصلاً لأيونات الهيدروجين حيث تستبدل طبقة القطب السالب الداعم للخلية بمعدن مثل الفولاذ المقاوم للصدأ.
وكشف عن أن من مميزات الدعم المعدني لخلية وقود الأكسيد الصلبة تحسين مقاومة الصدمات الحرارية مما يؤدي للإسراع في كلاً من عملية التشغيل والإيقاف، مما يساعد في التقليل من الانحدار الحراري بسبب التوصيلية الحرارية العالية للمعدن وأيضاً تسهيل عملية التصنيع للخلية حيث يسهل لحام المعدن في آخر.
وتابع بأن هذا المشروع مُكرس لهندسة خلية وقود أوكسيد صلبة مدعومة بمعدن مستخدماً إلكتروليت موصلاً لأيونات الهيدروجين وتغذيتها بغاز الأمونيا عن طريق خطوتين وهما التحليل الحفزي للأمونيا الى هيدروجين ونيتروجين ومن ثم الأكسدة الكهروكيميائية للهيدروجين على القطب السالب.
أما المشروع البحثي الثاني: للفريق، بعنوان: بناء قدرات معمل جامعة المنصورة لأبحاث الطاقة المستدامة " مصير".
ويعد معمل (مصير) كيان مخصص للعمل في تطوير التكنولوجيا المتعلقة بمجال الطاقة المتجددة، ويشارك المعمل في تحقيق رؤية مصر ٢٠٣٠ في مجال الطاقة، من خلال في ثلاثة محاور؛ وهي: تسليط الضوء ونشر أهمية الاعتماد على إنتاج الطاقة من المصادر المتجددة لامتلاك كافة والتقنيات المتعلقة بهذا المجال استنادا إلى المعرفة الأساسية.
وتدريب الطلاب والباحثين على علوم الطاقة المتجددة، وتزويدهم بالمرافق والمعدات اللازمة لإجراء أبحاثهم وتقديم حلول للصناعة والجمهور للاعتماد على تكنولوجيا الطاقة المتجددة بدلا من الوقود الأحفوري، وقد تم تمويل المعمل من قِبَل هيئة تمويل العلوم والتكنولوجيا والابتكار وجامعة المنصورة.
وأضاف "ملوك"، أن الفريق البحثي قام بتحضير مستشعرات كهروكيميائية لتقدير تركيز المواد الحافظة في بعض المحاصيل الزراعية، وذلك لزيادة فرص تصديرها الى الخارج.
ويهدف البحث إلى إيجاد طريقة سهلة وبسيطة لتعيين بقايا مركب دي هيدرو أسيتك أسيد، المستخدم كمادة حافظة للعديد من أصناف الطعام المختلف ومنها: الجبن، والزبدة، التي قد تؤثر على الإنسان، وتسبب له الكثير من الأمراض.
وتابع أن البحث يهدف إلى تحضير مستشعر كهروكيميائي، له القدرة على التعرف على مركب دي هيدرو أسيتك أسيد في مختلف الأطعمة المحفوظة، وذلك للحد من آثاره الجانبية، ثم تصميم بعض والتحكم في كمية المادة المحفوظة المستخدمة، المستشعرات المختلفة الخاصة بالـ(دي هيدرو أسيتك أسيد) وتخليقها، اعتمادا على البوليمر ذات البصمة المحضر.
من جهته؛ أوضح الدكتور فتحي سامي الحفناوي، من أعضاء الفريق، انه حصل على براءة اختراع من مكتب براءات الاختراع الأمريكي في استخدام التوليفات النانونية البوليمرية من مادة الجرافين وأكسيد الجرافين، في معالجة وتحلية المياه.
وأشار "الحفناوي"، إلى أنه طور جيل جديد من المواد والتوليفات النانوية البوليمرية من البولى يوريثان وأكسيد الجرافين، والتي تتمتع بعدة خصائص منها الكفاءة العالية لامتصاص الطاقة الشمسية)، وتحويلها إلى طاقة حرارية.
وتابع، بأن هذه التوليفات النانوية البوليمرية تلعب دورًا بارزًا في تحلية المياه باستخدام الطاقة الشمسية بأقل تكلفة من خلال التبخر الفعال للمسطح لإتمام عملية التبخر؛ مضيفًا أنه نشر عددًا من الأبحاث في مجلات علمية مرموقة.
المصدر: البوابة نيوز
كلمات دلالية: التعليم العالي والبحث العلمي الدكتور ايمن عاشور وزير التعليم العالي الكيمياء التحليلية جامعة المنصورة كلية العلوم جامعة المنصورة مشروعات الطاقة المتجددة الفریق البحثی
إقرأ أيضاً:
مصدر جديد ومدهش للطاقة.. نظيف ويقلص من الاحتباس الحراري
يُعد استهلاك الطاقة مؤشرا أساسيا في تحديد هويّة ومستوى أي حضارة وفقًا لمفاهيم مقياس "كارداشيف"، إذ إنّ الطاقة المستهلكة تتوافق طرديا مع متطلبات التكنولوجيا التي تعكس مدى التقدم التقني الذي حققته الحضارة.
ومع النمو المتسارع في الحضارة البشرية اليوم، فإنّ استهلاك الطاقة وصل إلى مراحل قصوى، ورافق ذلك ظهور أزمة الاحتباس الحراري العالمية، لأنّ اعتماد البشرية في توليد الطاقة خلال العقود الماضية كان جلّه على الوقود الأحفوري، وهو المسبب الأوّل للانبعاثات الضارة والغازات الدفيئة.
اقرأ أيضا list of 2 itemslist 1 of 2بطارية رخيصة وبيئية يعاد شحنها 8 آلاف مرة.. ثورة في سوق الطاقة المتجددةlist 2 of 2قطر للطاقة توقع اتفاقية ضخمة لبيع الغاز المسالend of listوفي وقت سابق جاءت "اتفاقية باريس" في عام 2015 وتعهّدت فيها 195 دولة بضرورة تفادي ارتفاع متوسط درجة حرارة الكوكب وعدم تجاوز عتبة الـ"1.5 درجة مئوية" حتى نهاية القرن الحالي. وعليه فإنّ مجموعة من دول العالم المتقدم أخذت على عاتقها أن يكون إنتاج الطاقة بصافي انبعاثات صفرية بحلول عام 2050 وفقا للوكالة الدولية للطاقة.
وهذا يعني أن يكون الاعتماد على مصادر الطاقة المستدامة المتجددة مثل الطاقة الشمسية وطاقة الرياح والطاقة الكهرومائية وغير ذلك، وتعد هذه المصادر صديقة للبيئة لأنّها تحد من الانبعاثات الضارة. إلا أنّ تحقيق هدف 2050 لا يبدو واقعيا نظرا إلى حجم الاستهلاك الضخم الذي لا تقدر على تغطيته مصادر الطاقة المستدامة بشكلها الحالي.
وفي خِضم ذلك، توصّل مجموعة من العلماء إلى اكتشاف رائد لأحد مصادر الطاقة المتجددة التي تنتج الطاقة عن طريق استخدام "خلايا طاقة ضوئية دقيقة" تعتمد على عملية التمثيل الضوئي، وربّما يكون أحد الحلول المرتقبة التي ستغيّر شكل إنتاج الطاقة في المستقبل.
استعان فريق بحثي من جامعة "كونكورديا" الكندية بعملية التمثيل الضوئي لإنشاء خلايا طاقة ضوئية دقيقة تُسخّر الطحالب لتوليد الطاقة، وتلتقط الخلايا الإلكترونات الناتجة عن التمثيل الضوئي وتحولها إلى تيار كهربائي مستمر.
ولا تقتصر فائدة التقنية المستكشفة على إنتاج الطاقة فحسب، بل أيضا تعمل في الوقت نفسه على امتصاص ثاني أكسيد الكربون من الغلاف الجوّي، وهو أحد الغازات الضارة الناتجة عن عمليات حرق الوقود الأحفوري. كما وجد الباحثون أنّ المنتج الثانوي الوحيد الذي ينتج عن هذه العملية هو الماء وفي ذلك دلالة على أنّ التقنية صديقة للبيئة بشكل كامل.
وأوضح الباحث المشارك في الدراسة "كيرانكومار كوروفيناشيتي" أنّ الهدف هو أن تعمل خلايا الطاقة الضوئية الدقيقة على التقاط الإلكترونات الناشئة أثناء عملية التمثيل الضوئي.
وتتكوّن هذه الخلايا من حجرات متراصة بجانب بعضها البعض ويفصلها غشاء مميّز، ويحتوي جزء من هذه الحجرات على طحالب، في حين يحتوي الجزء الآخر على المركب الكيميائي "فريسيانيد البوتاسيوم". ولدى حدوث عملية البناء الضوئي يلتقط الغشاء الرقيق الإلكترونات الناتجة ليولّد بذلك تيارا كهربائيا.
وعلى الرغم من أنّ خلايا الطاقة التي تعتمد على الطحالب تولّد قدرا أقل من الكهرباء مقارنة بالألواح الشمسية التقليدية، فإنّ هناك إمكانية كبيرة أن تكون تلك الخلايا أكثر كفاءة وقدرة مستقبلا. علاوة على ذلك، فإنّ إنتاجها أرخص وأبسط لأنّها لا تتطلب مواد معقدة وخطيرة كما هو الحال في الخلايا الشمسية المصنوعة من السيليكون البلوري.
ثورة الخلايا الضوئية الدقيقةوهي تقنية جديدة لتوليد الكهرباء من خلال عملية التمثيل الضوئي، ومصممة للتطبيقات المنخفضة الاستهلاك على نطاق الملّي واط، ويمكنها إنتاج الكهرباء في البيئات الساطعة والخافتة على حدٍ سواء باستخدام الطحالب وأشعة الشمس.
وتستطيع هذه الخلايا تشغيل أجهزة استشعار دقيقة لمراقبة الطقس في المواقع النائية وتزويد أجهزة الاستشعار في شبكات الاستشعار اللاسلكية بالطاقة.
وإذا تطلّب الأمر مستويات طاقة أعلى، يمكن دمج عدّة خلايا معا في ترتيبات متوازية أو متسلسلة، كما ثبت مخبريا أنّ هذه الطريقة تولّد طاقة أعلى مقارنة بالخلايا الفردية.
السيرة الذاتية لـ أيمن بهاء الدين نائب وزير التربية والتعليم الجديد