على مدار السنوات القليلة الماضية، تم تطوير تكنولوجيا التمثيل الضوئي الاصطناعي بشكل كبير، مما أدى إلى زيادة كفاءة الخلايا الشمسية الاصطناعية وتحسين أدائها. وتم تطوير مواد جديدة لصنع هذه الخلايا، مما يسمح بتحسين كفاءة تحويل الطاقة الشمسية إلى طاقة كهربائية.

ويعني التمثيل الضوئي الاصطناعي أن التفاعلات الكيميائية تتم بمساعدة ضوء الشمس، وكما هي الحال في الطبيعة، يتم امتصاص الفوتونات بواسطة مادة نشطة ضوئيا وتستخدم طاقتها لدفع تفاعل كيميائي مباشرة.

وأحرز باحثون من معهد كارلسروه للتكنولوجيا (KIT) وشركاؤهم الكنديون تقدما كبيرا في انتقال الطاقة مع الهيدروجين المتولد على الأسطح، ونشرت نتائج دراستهم في دورية "جول" (Joule) يوم 21 يونيو/حزيران الفائت.

وحتى الآن، تم استخدام هذه التقنية بشكل أساسي في المختبر، لأن تكاليف إنتاج الهيدروجين الشمسي كانت مرتفعة للغاية.

التطبيق المحتمل للمفاعلات الضوئية المقترحة على سطح أحد المنازل (دورية جول) مفهوم المفاعل الضوئي

يتناول مفهوم المفاعل الضوئي الذي قدمه الفريق تحديا مزدوجا: فهو يتكون من ألواح بوليمر مجهرية مطلية بالألمنيوم لتحقيق انعكاسية عالية، كما أنه يوفر ظروف التشغيل المثلى ويضمن النقل الفعال للضوء إلى المحفز الضوئي على مدار اليوم.

وتتكون وحدة المفاعل الضوئي الفعال للاستخدام العملي بشكل أساسي من مكونين: محفز ضوئي مناسب يقود التفاعل الكيميائي ومفاعل ضوئي يحتوي على المحفز الضوئي والمواد الأولية للتفاعل الكيميائي.

ويقول بول كانط من معهد كارلسروه للتكنولوجيا لهندسة العمليات الدقيقة (IMVT) في بيان صحفي للمعهد "هناك العديد من المحفزات الضوئية المعروفة. يمكن استخدامها لتحليل الماء إلى هيدروجين وأكسجين أو لإنتاج وقود محايد مناخيا من الماء وثاني أكسيد الكربون".

ويضيف "في الحالة المثالية، يجب أن يوجه المفاعل الضوئي ضوء الشمس الساقط إلى المحفز الضوئي مع عدم وجود أي خسائر تقريبا، بغض النظر عن مصدره أو مكان وضع الشمس".

ويستطرد "علاوة على ذلك، يجب أن تضمن بنية ومادة المفاعل الضوئي التشغيل الأمثل للمحفز الضوئي، مثل درجة الحرارة المناسبة عند امتصاص الضوء".

نموذج التصميم المستخدم لإثبات مفهوم المفاعل الضوئي (دورية جول) فرصة تكنولوجية كبيرة

يعتقد كانط أن الاستخدام الواسع لوحدات المفاعل الضوئي الجديدة لإنتاج الهيدروجين أو الوقود على الأسطح أو في المزارع الشمسية قد يكون إحدى الفرص التكنولوجية الكبيرة للبشرية في مكافحة أزمة المناخ. مع ذلك، فإن كفاءة التفاعل الكيميائي العالية هي شرط يجب تحققه قبل أن يصبح التمثيل الضوئي الاصطناعي تقنية فعالة.

ووفقا لتقديرات الباحثين الأولى، تبلغ تكلفة المتر المربع لوحدة المفاعل الضوئي حوالي 22 دولارا أميركيا. وفي حال نجاح تطوير هذه المفاعلات لتوليد الهيدروجين والوقود، فإن هذه التقنية قد تكون واحدة من الحلول الهامة لأزمة الطاقة وتغير المناخ.

وفي الوقت الحالي، يعمل الفريق على تطوير محفز ضوئي يحلل الماء بكفاءة إلى هيدروجين وأكسجين، وسيتم دمجه في المفاعلات الضوئية، كما تتم دراسة الإنتاج الضخم للألواح الجديدة المعتمدة على تقنية المفاعل الضوئي.

المصدر: الجزيرة

إقرأ أيضاً:

الناس كان بتقول معارك الخرطوم صعبة عشان البنايات العالية

الناس كان بتقول معارك الخرطوم صعبة عشان البنايات العالية
وفعلا المعارك كانت في الخرطوم صعبة جدا
يعني بتذكر ناس المدرعات عشان يحررو عمارة واحدة بس است..شهدوا فيها خمسة تقبلهم الله عزوجل قبولا حسنا

لكن قدر ما كانت صعبة برضو كانت فيها حماية لجنودنا من المسيرات و التدوين
ونوعا ما بتخليك ما مكشوف للعدو
يالا تعال لمعارك دارفور دي الهي في أرض مفتوحة
و دائما الفريق البجي أرض المعركة أول بكون عندو امتيازات ما بلقاها الفريق البجي بعده
كلنا عارفين في غزوة بدر كان من أكبر اسباب تفوق المسلمين انهم وصلوا أرض المعركة بدر قبل العدو وقدرو يعرفو منابع الماء وتعرفوا على طبيعة الأرض
الآن الاستراتيجية دي بقت عند الميليشيا
هي استحوذت على غالب أراضي دارفور و صحاريها
معناهو الجيش حيجيها في مناطقها الاستحوذت عليها هي

الميزة دي خلت الميليشيا تتمركز تماما في موضوع الدفاع الجوي وتقدر تصعب على سلاح الجو شغلو
خاصة انو الدويلة أمدت الميليشيا بمنظومات دفاع جوي متقدمة ومتطورة و أجهزة تشويش عالمية وبعيدة المدى
كذلك أدتها ميزة التعرف التام على الأرض و على المداخل والمخارج
يعني عادي تحصل كمائن للقوات هماك
كذلك أدتها ميزة إغلاق تلك الأراضي وتحصينها بالمسيرات
خاصة العدو الآن عندو مسيرات استراتيجية بعيدة المدى
مع منظومة أقمار صناعية عالمية متطورة تكشف لهم كل صغير وكبير
دي كلها حاجات الناس بتغفل عنها وقايله المعركة دي لعب وكلام ساهل

عشان كده أي زول بنظر للجيش ده أنا بشتبك معاه وما عندي ليهو شيء أيا كانة
ونحن ما قاعدين نقاتل الميليشيا بس بنقاتل دول متجمعة مع بعضها البعض مدعومة دعما غير محدود ودي آخر ما بقي للعدو عشان كده حيبذل كل ما عندو وأعني هنا الميليشيا وأعوانها عشان ما يخسرو تاني

الجيش شغال وعارف قاعد يعمل شنو وواثق من تخطيطه و خطتو واستراتيجتو مستصحبا في ذلك توفيق المولى عزوجل
الجيش حريص على انو ينضف كردفان ويأمنها تماما عشان منها يكون الدرب سالك لدارفور
وبرضو لن تكون معارك سهلة
الناس تكتر الدعوات و الشغل الإعلامي وتدعم جيشها ودولتها
وتحارب المرجفين و المخذلين و الكذابين و المرتزقة عليهم من الله ما يستحقون

مصطفى ميرغني

إنضم لقناة النيلين على واتساب

مقالات مشابهة

  • الكهرباء: محطة الضبعة النووية تستقبل وعاء المفاعل نوفمبر المقبل
  • محطة الضبعة تستقبل وعاء المفاعل الأول مطلع شهر نوفمبر المقبل
  • وزير الكهرباء: محطة الضبعة النووية تستقبل وعاء المفاعل الأول نوفمبر 2025
  • وزير الإسكان يتابع أعمال تطوير الطرق ورفع الكفاءة بعدد من المدن الجديدة
  • الكهرباء توجه المواطنين بضرورة الاستفادة من الطاقة الشمسية
  • الشرقية.. تفاصيل انطلاق منتدى الطاقة الشمسية والرياح
  • خالد حمادي.. رجل الأعمال الذي باع (طريق الشعب) في الإشارات الضوئية !
  • انطلاق منتدى الطاقة الشمسية والرياح والطاقة الحرارية الأرضية 2025 بالمنطقة الشرقية
  • الناس كان بتقول معارك الخرطوم صعبة عشان البنايات العالية
  • إنشاء ممر تجاري عالمي لتصدير الهيدروجين المسال من الدقم إلى أوروبا