ثورة النانوتكنولوجي والطاقة المتجددة: تحول جذري نحو مصادر الطاقة النظيفة
تاريخ النشر: 10th, March 2024 GMT
في عالم يعيش تحولات هائلة في مجال الطاقة والتكنولوجيا، يبرز تحالف قوي بين النانوتكنولوجيا ومجال الطاقة المتجددة كأساس لثورة جديدة في مصادر الطاقة النظيفة. أظهرت الإنجازات الحديثة في مجال البحث والتطوير أن استخدام التكنولوجيا على مستوى النانو يمكن أن يسهم بشكل كبير في تحسين كفاءة واستدامة أنظمة الطاقة المتجددة.
مقالنا يستعرض التطورات الأخيرة في هذا المجال، حيث استعرضنا كيف يُمكن استغلال النانومواد والتقنيات ذات الأبعاد الصغيرة في تعزيز أداء الأنظمة الطاقية المتجددة. تركّز تلك الجهود على تحسين كفاءة الخلايا الشمسية، وتطوير تقنيات تخزين الطاقة، واستخدام المواد النانوية في تحسين أداء الوحدات الشمسية.
في إطار جهود مستمرة للبحث عن حلول بيئية مستدامة، اكتسبت تقنيات الفصل الكيميائي الكهربائي باستخدام النانومواد أهمية كبيرة في معالجة المياه بالطاقة الشمسية، وقد أظهرت النتائج نجاحًا واعدًا في فصل الملوثات وتحسين جودة المياه.
تعكس هذه المقدمة جانبًا من الثورة الطاقية الحديثة، حيث يبدو أن النانوتكنولوجيا تمثل الركيزة الأساسية في تطوير مصادر الطاقة النظيفة وفتح أفق جديد للابتكار والاستدامة. في الفقرات التالية، سنستعرض بتفصيل مجموعة من التقنيات والابتكارات التي تحمل إمكانيات كبيرة لتحسين الكفاءة الطاقية وتسريع وصولنا نحو مستقبل طاقوي أكثر استدامة.
نجح فريق من الباحثين الأميركيين في تحقيق إنجاز ملموس في مجال تنقية المياه باستخدام الطاقة الشمسية، من خلال تطوير تقنية تعرف بـ "الفصل الكهربائي الكيميائي". هذه التقنية تلعب دورًا حيويًا في معالجة وتنقية المياه من الشوائب، مما يسهم في تعزيز الأمان المائي للدول.
تقع هذه الجهود ضمن سياق استثمارات ضخمة في مجال الطاقة النظيفة، حيث تشير تقديرات وكالة الطاقة الدولية إلى أنه من المتوقع أن تصل تمويلات صناعة الطاقة النظيفة إلى تريليونات الدولارات خلال العام الماضي (2023).
الفصل الكيميائي الكهربائيتعتمد استراتيجية "الفصل الكيميائي الكهربائي" على استخدام الكيمياء الكهربائية لفصل الجسيمات المختلفة في المحلول، وهي تعتبر إستراتيجية ذات كفاءة بيئية عالية في تنقية المياه باستخدام الطاقة الشمسية.
أظهر علماء الكيمياء في جامعة إلينوي في إربانا-تشامبين أنه يمكن تشغيل عمليات معالجة المياه جزئيًا أو حتى حصريًا عبر مصادر الطاقة المتجددة، ما يشكل تقدمًا هامًا في مجال الاستدامة.
وتستخدم هذه التقنية مادة شبه موصلة لدمج الطاقة الشمسية في عملية الفصل الكيميائي الكهربائي، حيث تعمل على تنقية المياه من خلال تفاعلات الأكسدة والاختزال "ريدوكس"، التي تعالج الشحنات الكهربائية لفصلها عن المحلول، وبذلك يتم فصل الزرنيخ المخفف وإزالته من مياه الصرف.
تعد هذه الابتكارات نموذجًا تصوريًا للجدوى العملية لتكنولوجيا النانو في تحسين أداء أنظمة معالجة المياه وحماية البيئة. يشير الأستاذ المساعد شياو سو من معهد بيكمان للعلوم المتقدمة والتكنولوجيا إلى أن دمج الطاقة الشمسية يساهم في تطوير استدامة عمليات الفصل الكيميائي الكهربائي ويفيد قطاع المياه بشكل خاص.
وفي سياق متصل، تشهد صناعة الطاقة النظيفة زخمًا متسارعًا، حيث تتجه استثماراتها نحو مستويات تقارب التريليونات من الدولارات خلال العام الحالي (2023). تعتبر هذه الاستثمارات الكبيرة في مصادر الطاقة المتجددة بمثابة إشارة واضحة نحو تبني التكنولوجيا النظيفة والابتعاد عن الاعتماد على وقود الأحفوري.
المصدر: بوابة الفجر
كلمات دلالية: مصادر الطاقة النظيفة الماء الطاقة المتجددة الطاقة النظیفة الطاقة الشمسیة مصادر الطاقة فی مجال
إقرأ أيضاً:
استطلاع يكشف عن تأييد قوي للطاقة المتجددة في ألمانيا
كشف استطلاع للرأي أن غالبية كبيرة من الألمان لا تزال مؤيدة للتوسع في استخدام الطاقة المتجددة.
وأظهر الاستطلاع، الذي أجراه معهد "آر دابليو آي لايبنتس" للبحوث الاقتصادية ومعهد "فورسا" لقياس مؤشرات الرأي بتكليف من مؤسسة "إي أون" للطاقة، أن 89.4 بالمئة من الألمان يؤيدون بشكل "تام" أو "إلى حد ما" التوسع في الطاقة المتجددة.
وفي العام السابق بلغت نسبة المؤيدين 87.4 بالمئة، وفي عام 2022 بلغت 89.1 بالمئة، وفي عام 2021 بلغت 87.6 بالمئة.
وفي جميع السنوات تم استطلاع نفس الأفراد والبالغ عددهم 3738 شخصا في الخريف. وكان السؤال هو: "يشمل تحول الطاقة عددا من الأهداف المنشودة لسياسة الطاقة. من فضلك اذكر موقفك تجاهها".
ووفقا للاستطلاع، حدثت تغييرات كبيرة في الإجابات على الموقف من "التوقف التدريجي عن استخدام الطاقة النووية". فبينما بلغت نسبة التأييد هنا 58.1 بالمئة عام 2021، تراجعت إلى 48.4 بالمئة عام 2022 وإلى 46.1 بالمئة عام 2023. ووفقا للاستطلاع الأخير الذي أجري في خريف عام 2024، ارتفع التأييد مرة أخرى إلى 50.8 بالمئة.
وعند السؤال عن "توسيع شبكات الطاقة على نحو متجاوز للأقاليم"، بلغت نسبة التأييد 85.7 بالمئة. كما أيد 76 بالمئة "التوقف التدريجي عن استخدام الفحم". وكانت كلتا القيمتين الأعلى على مدار السنوات الأربع.
وقال ليونارد بيرنباوم، رئيس شركة "إي أون" للطاقة تعليقا على نتائج الاستطلاع، إن نجاح تحقيق تحول الطاقة يتطلب التأكد من أنه قابل للتطبيق بالنسبة للصناعة والمجتمع، وأضاف: "نقطة الانطلاق ليست سيئة على الإطلاق"، موضحا أن الاستطلاعات تُظهر أن تحول الطاقة لا يزال يتمتع بدعم مستقر بين السكان، وقال: "ولضمان بقاء الأمر على هذا النحو، من المهم الحد من الأعباء المالية".
دراسة تكشف العلاقة بين الضائقة المالية وآلام الظهر