فرق الملوحة مصدر جديد للطاقة النظيفة لم يستغل بعد
تاريخ النشر: 27th, September 2023 GMT
على طول سواحل العالم حيث تلتقي المياه العذبة التي تجري بها الأنهار، والمياه المالحة التي تدور في البحار والمحيطات حول العالم؛ يوجد مصدر غير مستغل للطاقة إلى حد كبير، وهو الفرق في الملوحة بين مياه البحر والمياه العذبة، ويمكن لجهاز نانوي جديد استغلال هذا الاختلاف لتوليد الطاقة، حسب ما كشف عنه بحث جديد.
فقد أعلن فريق من الباحثين في جامعة إلينوي أوربانا شامبين عن تصميم لجهاز نانوي للموائع قادر على تحويل التدفق الأيوني الناتج عن فرق الملوحة بين الماءين إلى طاقة كهربائية قابلة للاستخدام، ومن المنتظر أن ينشر الفريق نتائج بحثه في عدد ديسمبر/كانون الأول 2023 من دورية "نانو إنيرجي".
عندما يلتقي جسمان مائيان مختلفان في الملوحة -كما هي الحال عندما يصب نهر في المحيط- تتدفق جزيئات الملح بشكل طبيعي من التركيز الأعلى إلى التركيز الأقل، ويمكن حصد طاقة هذه التدفقات لأنها تتكون من جزيئات مشحونة كهربائيا تسمى الأيونات التي تتشكل من الملح المذاب.
وصممت مجموعة جان بيير ليبورتون -أستاذ الهندسة الكهربائية وهندسة الكمبيوتر بالجامعة- جهازا شبه موصل على المستوى النانوي يستفيد من الأيونات المتدفقة والشحنات الكهربائية في الجهاز. فعندما تتدفق الأيونات عبر قناة ضيقة في الجهاز، فإن القوى الكهربائية تتسبب في انتقال شحنات الجهاز من جانب إلى آخر؛ مما يخلق جهدا وتيارا كهربائيا.
ووجد الباحثون سلوكين مفاجئين عندما قاموا بمحاكاة أجهزتهم؛ ففي حين توقعوا أن الجهاز سيعمل في المقام الأول من خلال قوى الجذب بين الشحنات الكهربائية المتضادة، أشارت عمليات المحاكاة إلى أن الجهاز يعمل بشكل جيد كذلك إذا كانت القوى الكهربائية متنافرة، ومن ثم تسهم كل من الأيونات موجبة وسالبة الشحنة في عمل الجهاز.
وقال طالب الدراسات العليا في مجموعة ليبورتون والمؤلف الرئيسي للدراسة مينجي شيونغ إنه "نظرًا لأن الأيونات المتحركة ضخمة جدًا مقارنة بشحنات الجهاز، فإنها تنقل كميات كبيرة من الزخم إلى الشحنات، مما يؤدي إلى تضخيم التيار الأساسي".
وقال ليبورتون رئيس المشروع -في البيان الصحفي المنشور على موقع "فيز دوت أورغ"- "رغم أن تصميمنا لا يزال مجرد تصور في هذه المرحلة، فإنه متعدد الاستخدامات، ويظهر بالفعل إمكانات قوية لتطبيقات الطاقة".
ويضيف "نعتقد أن كثافة الطاقة لمجموعة الأجهزة يمكن أن تعادل أو تتجاوز كثافة الخلايا الشمسية"، "ناهيك عن التطبيقات المحتملة في مجالات أخرى مثل الاستشعار الطبي الحيوي والسوائل النانوية".
ويعتقد الفريق أن جهازه المتوقع يمكن استخدامه لاستخراج الطاقة من التدفقات الأيونية الطبيعية عند حدود تلاقي مياه البحر والمياه العذبة، لذلك فإن القائمين عليه بصدد تسجيل براءة اختراع لنتائجهم، ويدرسون كيفية توسيع نطاق هذه الأجهزة لتوليد الطاقة بشكل عملي.
المصدر: الجزيرة
إقرأ أيضاً:
خبير يسرد سبب انقطاع الكهرباء ويقترح تشكيل خلية أزمة للطاقة في العراق - عاجل
بغداد اليوم - بغداد
حدد رئيس مركز العراق للطاقة فرات الموسوي، اليوم الثلاثاء (31 كانون الأول 2024)، سبب انقطاع التيار الكهربائي وقلة تجهيز الطاقة في العراق في الآونة الأخيرة، فيما اقترح تشكيل خلية أزمة للطاقة لتجهيز المحطات بالوقود.
وقال الموسوي في حديث لـ"بغداد اليوم"، إن "منظومه الطاقة الكهربائية في العراق تعمل على ثلاثة أنواع من الوقود، الأول هو الغاز المستورد من ايران بحدود 1500 مليون قدم مكعب قياسي، والثاني هو الغاز المحلي ويبلغ انتاجه بعد المعالجة بحدود 2000 مليون قدم متر مكعب قياسي".
وأضاف، أن "النوع الثالث هو وقود الكاز اويل وهو نوع من انواع المشتقات النفطية التي تعمل بعض المحطات بها، كما ان 70% من المحطات تعمل على الغاز الجاف".
وتابع الموسوي، أن "المشكلة في العراق بدأت بعد انقطاع الغاز الإيراني حيث كانت مدة العقد خمس سنوات و50 مليون متر مكعب قياسي، وبدأت الكمية تنحسر الى ان وصلت للانقطاع بسبب احتياج ايران للغاز بسبب العقوبات الأمريكية على قطاع الطاقة ولم تعد قادرة على إعطاء العراق هذه الكمية".
وأكمل، "اننا واجهنا مشكلة جديدة وهي تزويد محطات الكهرباء بمادة الكاز اويل حيث استنفذت كل الكمية والخزين الاستراتيجي حيث كان هناك خللا واضحا بالنقل وشحة بكمية الكاز المطلوب وهناك محطات كهربائية لا تعمل الا على الغاز المستورد مثل محطة بسماية والمنصورية ومحطة القدس، وأصبحت مشكلة كبيرة فبمادة الكاز لا يمكن تشغيل كل الوحدات من خلال هذه المحطات حيث هناك عجز كبير والحلول المتناولة لا تتحملها فقط وزارة الكهرباء ووزارة النفط".
وبين الموسوي، أننا" نلاحظ عدم وجود سياسة نفطية واستراتيجية واضحة خلال السنوات السابقة حيث هنا تكمن المشكلة لذلك نحتاج الى خلية ازمة طاقة لتوفير اكبر كمية من مادة الكاز لتشغيل محطات الكهرباء خاصه بوجود انخفاض درجات الحرارة، وقل التجهيز وتم فقدان أكثر من 9 الاف ميكا واط من الطاقة الكهربائية رغم تخصيص ميزانيات كبيرة ولكن مازالت المشكلة قائمة.
القبض على المتهم بتصوير طالب أثناء ممارسة الشذوذ معه في الوراق