باحثون يطورون طريقة جديدة لتخزين الطاقة الشمسية
تاريخ النشر: 29th, September 2024 GMT
يُعدّ تحويل أشعة الشمس إلى طاقة أمرا شائعا، على ما يتضح من الألواح الشمسية. لكنّ القدرة على تخزين الطاقة قبل استخدامها يشكل تحديا آخر، ساعد باحثون في معالجته باستخدام الكيمياء، ضمن دراسة نشرت هذا الأسبوع في فرنسا.
مع الألواح الكهروضوئية، "يتم في معظم الأحيان، استخدام الطاقة الشمسية مباشرة على شكل كهرباء أو بشكل حراري"، على ما يقول ريمي ميتيفييه، الباحث في المركز الوطني الفرنسي للأبحاث العلمية والمشارك في الإشراف على الدراسة.
ويعتمد النظام، الذي يُختصر بـ MOST (MOlecular Solar Thermal)، على كيمياء الجزيئات الفوتوكرومية.
يوضح كيتارو ناكاتاني، الأستاذ في الكيمياء لدى جامعة "باريس ساكلي" والمشارك في الإشراف على الدراسة، أنّ الجزيئات الفوتوكرومية تُستخدم، منذ فترة طويلة، في النظارات الشمسية مثلا" مع عدسات تصبح داكنة أو فاتحة اعتمادا على الضوء المحيط.
تتمتع الجزيئات الفوتوكرومية بقدرة على تغيير اللون، لكنّ ذلك ليس الميزة الوحيدة لها. يعمل الباحثون، منذ أكثر من عشر سنوات، على قدرة الجزيئات الفوتوكرومية على تخزين الطاقة من ضوء الشمس وتخزينها قبل إطلاقها.
تقول ليا شوكرون، المعدة الرئيسية للدراسة، التي نشرت في مجلة "رويال سوسايتي أوف كيميستري"، في حديث صحفي "سيكون هذا الجزيء ذو الطاقة العالية قادرا على البقاء لفترات تتراوح بين أيام عدة وبضعة أسابيع".
وتضيف "تتمثل الفكرة في أن نكون قادرين على استعادة هذه الطاقة عند الطلب، ليس في شكل كهرباء، كما هي الحال مع الألواح الكهروضوئية، ولكن على شكل حرارة".
- "حسب الطلب"
يشير ميتيفييه إلى أن أحد التطبيقات الواضحة سيكون "سائلا يدور على السطح مثلا، يتم شحنه تلقائيا بالطاقة ثم يدور في سخاناتنا للتدفئة ليلا".
المبدأ بسيط ويعتمد على تشعيع جزيء عضوي بالأشعة فوق البنفسجية. ويخضع الجزيء العضوي لتحول كيميائي يغيّر مستوى طاقته.
واستخدم الفريق جزيئين من عائلة "دياريليثين" صممهما علماء كيمياء في جامعة "باريس ساكلي". ويقول ميتيفييه إنهما "ليسا أكثر تلويثا أو خطورة من أي صبغة تقليدية".
وبمجرد "شحنها"، تطلق هذه الجزيئات طاقتها مع إدخال جرعة صغيرة من الحمض المستخدم في الكيمياء العضوية، في وقت قصير يتراوح بين خمس دقائق وساعة، تبعا للصيغة.
ويقول ميتيفييه "لتبسيط الأمر، فهو يشبه تقريبا زرّا" من شأنه "إطلاق هذه الحرارة عند الطلب".
وإذا كان المبدأ المطبّق معروفا أصلا، يتمثل الجديد الذي وفرته الدراسة بـ"شرحه وتحديده بشكل كامل"، وفق ميتيفييه.
ويضيف أن الفهم التفصيلي لآلية العمل وكل العمليات المصاحبة لها يسمح "الآن بالذهاب إلى أبعد من ذلك، إلى ابتكار واقتراح أنظمة أخرى تتسم بفاعلية أكبر"، سواء في القدرة على تخزين الطاقة أو في عدد المرات التي يمكن فيها شحن الجزيء وتفريغه، مثل البطارية.
ونُفّذ هذا العمل مع متخصصين في الطاقة الشمسية من مختبر PROMES التابع لمركز الأبحاث الفرنسي في مدينة "بربينيان" في جنوب فرنسا، ولن يظهر أفقه الصناعي إلا بعد عشر سنوات كحد أدنى. أخبار ذات صلة
المصدر: صحيفة الاتحاد
كلمات دلالية: الطاقة الشمسية تخزين الطاقة الكيمياء الطاقة الشمسیة
إقرأ أيضاً:
الأنبار تعلن عن تصنيع جهاز لتحلية وتنقية المياه يعمل على الطاقة الشمسية
أعلنت محافظة الأنبار، اليوم الثلاثاء، عن تصنيع جهاز لتنقية وتحلية المياه بالتقطير يعتمد على الطاقة الشمسية، مبينة أن الجهاز مكون من مواد محلية منخفضة الكلفة.
وقال مدير مركز تنمية حوض أعالي الفرات في جامعة الأنبار عمار حاتم كامل في حديث صحفي اطلعت عليه “تقدم” إن “فريقاً بحثياً من المحطة الطرفية لمركز تنمية حوض أعالي الفرات في جامعة الأنبار بقضاء حديثة نجح في تصنيع مقطر شمسي لتحلية وتنقية المياه”، مبيناً أنه “تم استخدام مواد محلية منخفضة الكلفة في تصنيع هذا المقطر ليكون في متناول يد المزارعين والمستخدمين الآخرين للحصول على مياه نقية خصوصا من المياه الجوفية ذات النسب العالية من الكبريت والأملاح في ظل ظروف الشح المائية”.
وأضاف أن “الجهاز ممكن أن يقلل الهدر الكبير في المياه لأغراض التصفية ويخلص المياه من الأملاح والكبريت المذاب للحصول على مياه عالية النقاوة مع التخلص من الرواسب وإمكانية الحصول على كميات من الكبريت الممكن استخدامه كسماد زراعي”.
وتابع أنه “تم تطبيق النموذج على عينات من مياه عيون حجلان الكبريتية وكانت النتائج مشجعة للغاية حيث تم الحصول على (5.5) لترات من المياه النقية من عينة مياه بحجم (35) لتراً خلال ثماني ساعات سطوع شمسي في شهر تشرين الأول مقارنة مع (3.5) لترات مياه نقية من عينة مياه بحجم (35) لتراً خلال ثماني ساعات سطوع شمسي في شهر كانون الأول”.
وأشار إلى أن “النتائج تعتبر جيدة جداً ومشجعة للبدء بالمرحلة الثانية للتطوير وزيادة كفاءة الجهاز بانتظار موافقة مجلس إدارة المركز على المشروع”، لافتاً إلى أن “الفريق البحثي ضم كلاً من المهندس جمعة محمد أحمد مسؤول المحطة والمهندس غزوان عادل عبدالواحد والمهندس أحمد عمر عبدالباقي والمدرس المساعد بلال مؤيد عبدالرحيم”.
ولفت إلى أن “هذا الإنجاز يأتي ضمن توجهات مركز تنمية حوض أعالي الفرات وجامعة الأنبار لتحقيق أهداف التنمية المستدامة ورؤية 2030”.