قل وداعا لالواح الطاقة الشمسية المستخدمة حاليا.. الصين تبهر العالم باختراع الواح شمسية لا نظير لها تنتج مقدار هائل من الطاقة بسعر ارخص
تاريخ النشر: 19th, December 2023 GMT
لا نبالغ حين نقول ان الصين ابهرت الجميع حول العالم بالفعل عقب اعلانها اختراع الواح شمسية جديدة تنتج مقدار هائل من الطاقة وبسعر ارخص، وذلك ما كان ينتظره مئات الملايين حول العالم.
وتستعمل خلايا البيروفسكايت الشمسية نوعًا خاصًا من المركبات لامتصاص الضوء وتتميز بكفاءتها العالية وتكلفتها المنخفضة وتأثيرها البيئي الضئيل، ويعمل العلماء في جميع أنحاء العالم على هذه التكنولوجيا لأكثر من عقد.
فريق العلماء استعمل بنية خلايا شمسية ذات طبقات لتحقيق معدلات تحويل أعلى للطاقة
وطوّر باحثون صينيون، من جامعة نانجينغ، نوعًا جديدًا من خلايا البيروفسكايت الشمسية، وهي نوع من أجهزة الأغشية الرقيقة التي تستعمل نوعًا خاصًا من المركبات لامتصاص الضوء.وتتميز هذه الخلايا بكفاءة أكبر، وبقدرتها على إنتاج كميات كبيرة من الكهرباء بنصف كلفة خلايا السيليكون التقليدية.
وسُمِّيت خلايا البيروفسكايت الشمسية باسْم معدن يتمتع بنوع معين من بنية الخلية البلورية، وفق ما نشرته صحيفة ساوث تشاينا مورنينغ بوست الصينية (scmp) في يونيو/حزيران الجاري.وتُعدّ خلايا البيروفسكايت الشمسية إحدى أكثر التقنيات الواعدة للحصول على طاقة شمسية فعالة وبأسعار معقولة، نظرًا لكفاءتها العالية وكلفتها المنخفضة وتأثيرها البيئي الضئيل، حسب تقرير اطّلعت عليه منصة الطاقة المتخصصة.
ارتفاع كفاءة تحويل الطاقة
يعمل العلماء في جميع أنحاء العالم على تطوير تكنولوجيا خلايا البيروفسكايت الشمسية لأكثر من عقد، وفي غضون سنوات قليلة فقط، ارتفعت كفاءة تحويل الطاقة (بي سي إي) لخلايا البيروفسكايت من 3.8 إلى أكثر من 25%.في أحدث تقدّم، استعمل فريق من جامعة نانجينغ الصينية، بقيادة البروفيسور تان هيرن، بنية خلايا شمسية ذات طبقات لتحقيق معدلات تحويل أعلى للطاقة، وكان الفريق يدرس هذه التكنولوجيا على نطاق واسع.
وقد حققت خلايا البيروفسكايت الشمسية ذات المساحة الصغيرة كفاءة تحويل بنسبة 28% في يونيو/حزيران الماضي، واعتُمِدَت لدى جداول كفاءة الخلايا الشمسية المعتمدة دوليًا، متجاوزةً خلايا السيليكون التقليدية لأول مرة.وقد تحسنت النتائج الأخيرة التي توصّلوا إليها، ونشرتها مجلة نيتشر، وخضعت لمراجعة الأقران، يوم الأحد الماضي 11 يونيو/حزيران، إذ بلغت كفاءة خلايا البيروفسكايت الشمسية 29%.
مزايا خلايا البيروفسكايت الشمسية
يعمل فريق العلماء لدى جامعة نانجينغ الصينية على تطوير خلايا شمسية ذات طبقة عُليا تمتص أشعة الشمس قصيرة الموجة وطبقة سفلى تمتصّ الموجات الطويلة لتحسين الاستعمال العام للضوء. وتربط طبقة وسطى هاتين الطبقتين، والمفتاح لتحسين الأداء هو تعزيز كفاءة تحويل الطاقة للطبقة السفلية وتطوير طبقة عالية الأداء لتوصيل الطبقتين العليا والسفلى، وفق المعلومات التي رصدتها منصة الطاقة المتخصصة.في الدراسة الأخيرة.
وذكر رئيس فريق الباحثين لدى جامعة نانجينغ الصينية، البروفيسور تان هيرن، أنه وجد طريقة لتحسين المواد للطبقة الرابطة لجعلها مناسبة للمعالجة منخفضة التكلفة على نطاق واسع.واستعمل الباحثون محلول التكييف الفراغي لتحسين كفاءة شريط البيروفسكايت في الطبقة السفلى عن طريق تقليل العيوب وتحسين قدرته على استخراج الإلكترونات.
قال أحد المراجعين لدى مجلة نيتشر: “تُظهر هذه الورقة البحثية نتيجة بنّاءة جدًا في هذا المجال من حيث إنها لا تُظهر فقط أداءً ممتازًا للطاقة الكهروضوئية على أفضل ترادف لجميع البيروفسكايت في العالم، بل تقدِّم أيضًا نهجًا جديدًا”.وتتمتع هذه الخلايا الشمسية بعمر افتراضي كافٍ، إذ أشار البروفيسور تان هيرن في البحث: “يحتفظ الجهاز بأكثر من 90% من أدائه الأوّلي بعد 600 ساعة من التشغيل المتواصل تحت إضاءة تحاكي أشعة الشمس”.
في العام الماضي، أقرّت وزارة العلوم والتكنولوجيا الصينية عمل الفريق بصفته واحدًا من أفضل 10 تطورات علمية في الصين من قبل بسبب إمكانات التكنولوجيا في مجال الطاقة النظيفة، وفق ما نشرته صحيفة ساوث تشاينا مورنينغ بوست الصينية (scmp) في 18 يونيو/حزيران الجاري.
وفي مقابلة مع وسائل الإعلام الحكومية، قال تان: “المواد الخام لصنع خلايا البيروفسكايت رخيصة ووفيرة، ما يجعل تكاليف إنتاج هذه الخلايا واحدة من 20 خلايا السيليكون التقليدية، علاوة على ذلك، فهي أسهل في الإنتاج، ويمكن تصنيعها في مصنع واحد”.وأضاف: “حتى مع إضافة عناصر أخرى، فإن التكلفة الإجمالية للإنتاج هي -فقط- نصف تكلفة خلايا السيليكون التقليدية”.بالإضافة إلى وظائفهم الأكاديمية، يشارك تان وفريقه في تسويق التكنولوجيا الخاصة بهم، وأنشؤوا شركة ناشئة تسمى رينشاين سولار Solar لتحقيق هذه الغاية.وقد صممت الشركة خلايا البيروفسكايت الشمسية لاستعمالها في بناء أسقف أو جدران، أو لتركيبها في السيارات الكهربائية لتحسين مداها.
نظرًا لأنها مصممة لتوليد الكهرباء في ظروف الإضاءة المنخفضة، يمكن استعمالها لشحن الهواتف أو أجهزة الحاسوب المحمولة.ووقّع الباحثون، هذا العام، اتفاقية مشروع صناعي مع حكومة مدينة تشانغشو في مقاطعة جيانغسو الصينية، وأنشؤوا خط إنتاج يهدف إلى تحقيق قدرة 150 ميغاواط بحلول سبتمبر/أيلول.
كفاءة الخلايا الشمسية
تمثّل كفاءة تحويل الجهد الكهربائي للخلايا الشمسية المصنوعة من السيليكون البلوري المهيمنة على السوق العالمية من 20-22%، وفقًا لما نشرته منصة الطاقة المتخصصة، في أبريل/نيسان الماضي.
وتأتي الخلايا الشمسية الترادفية التي تجمع بين خلايا السيليكون والبيروفسكايت بديلًا واعدًا للغاية وعالي الأداء وقابلًا التطبيق على نطاق واسع للخلايا الشمسية البلورية التقليدية.وتعدّ “كاوست” الطاقة من مجالات البحث الإستراتيجية، التي توليها أولوية قصوى لتطوير أبحاث الخلايا الشمسية من خلال مركزها للطاقة الشمسية الذي يضم مختبر الطاقة الكهروضوئية.ويعدّ الابتكار طفرة كبيرة في مجال الطاقة الشمسية في وقت تُقدِّر فيه التوقعات أن تبلغ حصة خلايا البيروفسكايت الشمسية والسيليكون الترادفية في السوق العالمية للخلايا الشمسية أكثر من 10 مليارات دولار بحلول عام 2032.”
مرتبطالمصدر: الميدان اليمني
كلمات دلالية: الصين الطاقة الشمسية الواح جديدة خلايا البيروفسكايت الشمسية خلایا البیروفسکایت الشمسیة الخلایا الشمسیة جامعة نانجینغ یونیو حزیران
إقرأ أيضاً:
تحديد خلايا جديدة في العين قد تفتح آفاقا لعلاج العمى
الولايات المتحدة – اكتشف فريق من العلماء نوعا جديدا من الخلايا في شبكية العين البشرية، قد يساهم في عكس فقدان البصر الناجم عن أمراض شائعة، مثل التنكس البقعي.
وأظهرت الدراسة أن هذه الخلايا، التي عُثر عليها في أنسجة جنينية متبرع بها، تتمتع بقدرات تجديدية واعدة، ما يفتح آفاقا لعلاج أمراض الشبكية.
تلعب شبكية العين دورا أساسيا في الرؤية، إذ تلتقط الضوء وتحوله إلى إشارات عصبية يفسرها الدماغ. لكن مع التقدم في العمر أو بسبب أمراض مثل السكري والإصابات الجسدية، يمكن أن تتدهور الشبكية، ما يؤدي إلى فقدان البصر. وتتركز العلاجات الحالية على إبطاء تدهور الخلايا الشبكية وحماية السليمة منها، لكنها لا تقدم حلولا فعالة لإصلاح التلف واستعادة البصر.
ولطالما سعى العلماء لاستخدام الخلايا الجذعية لاستبدال الخلايا التالفة في الشبكية، لكن لم يتم العثور على خلايا جذعية مناسبة داخل شبكية العين البشرية لهذا الغرض. ومع ذلك، كشفت الدراسة الجديدة عن نوعين من الخلايا الجذعية الشبكية القادرة على التجدد والتكاثر:
– الخلايا الشبيهة بالخلايا الجذعية العصبية الشبكية البشرية (hNRSCs).
– الخلايا الشبيهة بالخلايا الجذعية الظهارية الصبغية الشبكية (RPE).
ووجد العلماء أن كلا النوعين قادران على استنساخ نفسيهما، لكن الخلايا العصبية فقط تستطيع التحول إلى أنواع أخرى من خلايا الشبكية، ما يجعلها مرشحا محتملا للعلاجات المستقبلية.
وأنتج العلماء نماذج ثلاثية الأبعاد لشبكية العين البشرية تعرف باسم “العضيات”، لمحاكاة تعقيد الأنسجة البشرية بشكل أكثر دقة من النماذج الحيوانية. وأظهرت التحليلات أن هذه العضيات تحتوي على خلايا جذعية عصبية مشابهة لتلك الموجودة في الأنسجة الجنينية.
كما حدد الفريق التسلسل الجزيئي الذي يحوّل هذه الخلايا إلى خلايا شبكية أخرى، وينظم عملية الإصلاح. وعند زرعها في فئران مصابة بمرض مشابه لالتهاب الشبكية الصباغي، تحولت الخلايا الجذعية إلى خلايا شبكية قادرة على التقاط ومعالجة الضوء، ما أدى إلى تحسن بصر الفئران واستمرارية هذا التأثير طوال مدة التجربة التي امتدت 24 أسبوعا.
وتشير هذه النتائج إلى إمكانية استخدام الخلايا الجذعية العصبية الشبكية البشرية (hNRSCs) في تطوير علاجات جديدة لاضطرابات الشبكية لدى البشر. ومع ذلك، يؤكد العلماء الحاجة إلى مزيد من الدراسات السريرية لتأكيد فعاليتها وضمان سلامتها قبل اعتمادها كعلاج لاستعادة البصر.
نشرت الدراسة في مجلة Science Translational Medicine.
المصدر: لايف ساينس
محافظ بني سويف يؤدي صلاة عيد الفطر الميارك بساحة مسجد عمر بن عبدالعزيز