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:
«إيميرج» تدشّن محطة للطاقة الشمسية الكهروضوئية بقدرة 1.8 ميجاواط في العين
أبوظبي (الاتحاد)
أعلنت «إيميرج»، الشركة المشتركة بين شركة أبوظبي لطاقة المستقبل «مصدر» ومجموعة «إي دي إف»، عن تعزيز خططها بمشاريع جديدة ومواصلة تحقيق نمو سنوي قوي.
ووقّعت «إيميرج» مذكرة تفاهم مع «أدنوك للغاز الحامض» لاستكشاف فرص الاستفادة من الطاقة الشمسية في حقل شاه للغاز، كما وقعت اتفاقية مع «بايبتك»، لتطوير نظام طاقة شمسية مثبّت على سطح منشآتها المتطورة في مدينة خليفة الصناعية (كيزاد)، كما دشّنت محطة للطاقة الشمسية الكهروضوئية بقدرة 1.8 ميجاواط ضمن منشأة تابعة لشركة «كوكا-كولا الأهلية للمشروبات» في العين، حيث ستسهم في خفض انبعاثاتها الكربونية بحوالي 1566 طناً سنوياً.
وتهدف هذه الشراكات، التي تم توقيعها خلال أسبوع أبوظبي للاستدامة مؤخراً، إلى دعم جهود الشركات في إزالة الكربون وتحقيق أهدافها للاستدامة، إلى جانب مواصلة توسيع نطاق أنشطة ومشاريع «إيميرج»، كما أنها تأتي في أعقاب أهم عام في مسيرة «إيميرج» من حيث حجم النمو الذي حققته الشركة، حيث ضاعفت الشركة القدرة التشغيلية لمحطات الطاقة الشمسية، التي تديرها ثلاث مرات لتصل إلى 30 ميجاواط، مقارنة بـ10 جيجاواط في العام السابق، مما يوفّر كهرباء نظيفة لـ38 منشأة تجارية وصناعية وتعليمية وفندقية في مختلف أنحاء دولة الإمارات.
وضاعفت «إيميرج» حجم فريق عمل الشركة، ونجحت في تلافي إصابات العمل بشكل كامل في مشاريعها، كما وقّعت خلال العام عقوداً لتطوير مشاريع للطاقة الشمسية بقدرة إجمالية تبلغ 147 ميجاواط، مما يعكس نمواً كبيراً في مشاريع الشركة المخطط لها، وإمكانية تحقيق عوائد إضافية بمجرد تشغيل هذه المشاريع.
وقال محمد جميل الرمحي، الرئيس التنفيذي لشركة «مصدر»: تتبنى «إيميرج» نموذج عمل متميز يتمحور حول دعم العملاء وإتاحة المجال لهم للتركيز على أعمالهم بالتوازي مع الحد من التكاليف التشغيلية وتحقيق أهدافهم للاستدامة، وسعداء بأن هذه الاستراتيجية قد استحوذت على اهتمام الشركات في السوق المحلية، حيث استطاعت «إيميرج» خلال العام الماضي توسيع قاعدة عملائها وشركائها بصورة كبيرة.
من جانبه، قال لوك كوشلان، الرئيس التنفيذي لشركة «إي دي إف» في الشرق الأوسط: سعداء بنجاح «إيميرج» في تنمية محفظة مشاريعها الخضراء وتعزيز دورها في تقديم حلول مبتكرة ومستدامة في مجال الطاقة، من شأنها مساعدة الشركات في الحد من انبعاثاتها الكربونية، ويعكس هذا النمو التزاماً راسخاً بدعم رؤية الإمارات الطموحة ببناء مستقبل أكثر استدامة، وتحقيق أهداف مبادرة الإمارات الاستراتيجية لتحقيق الحياد المناخي بحلول عام 2050.
وقال ميشيل أبي صعب مدير عام شركة «إيميرج»: تتميز «إيميرج» بكونها تتحمل المسؤولية التعاقدية والمالية الكاملة، بما في ذلك مهام الهندسة والتصميم والتمويل والبناء والتشغيل والصيانة، مع عدم تحمّل العميل أي تكلفة بخصوص المحطة نفسها، وهذا يتيح للشركات في المنطقة القدرة على إضافة الطاقة الشمسية إلى مزيج الطاقة لديها، إلى جانب التقليل من تكاليف الطاقة الإجمالية.
وكانت «إيميرج» قد أعلنت عن مشروعين بارزين في عام 2024، وهما وضع حجر الأساس لإنشاء أكبر محطة طاقة شمسية في الشارقة، وهو أكبر مشروع للطاقة الشمسية الموزعة في المنطقة ضمن موقع واحد، واتفاقية مع قطارات الاتحاد، المطور والمشغل لشبكة السكك الحديدية الوطنية في دولة الإمارات، بهدف تزويد محطة الغويفات للشحن بالطاقة الشمسية.