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:
وزير الكهرباء والمياه يطلع على عدد من المشاريع في مديرية حيدان بصعدة
يمانيون/ صعدة اطلع وزير الكهرباء والطاقة والمياه، الدكتور علي سيف محمد، ونائبه عادل صالح بادر، اليوم على مشروع مياه مران المرحلة النهائية، الذي تنفذه الوزارة بتمويل وحدة التدخلات المركزية ومنظمة اليونيسف، بتكلفة مليوني دولار.
ويشهد المشروع استكمال اللمسات الأخيرة والبدء في دخوله الخدمة لتلبية احتياجات 25 ألف مستفيد في عزل منطقة مران.
وخلال الزيارة، استمع سيف وبادر من مدير مديرية حيدان صادق غُباج، إلى شرح عن دور المشروع في إعادة الحياة لكثير من المناطق الجبلية الوعرة المحرومة من المياه، واحتياج ابناء المنطقة لمثل هذه المشاريع، والصعوبات التي تواجه ابناء المنطقة، موضحًا أنه تم التشغيل التجريبي للمشروع بنسبة إنجاز بلغت 99 بالمائة.
وخلال الزيارة، شدد وزير الكهرباء والمياه ونائبه على ضرورة الحفاظ على المشروع من خلال تنفيذ أعمال الصيانة الدورية له من أجل الاطالة في عمره الافتراضي، مثمنًا جهود قيادة المحافظة والمجلس المحلي بالمنطقة والمديرية في انجاح المشروع.
وأعربا عن التقدير للشركاء المانحين في دعم المشروع وإخراجه إلى حيز الوجود، مؤكدين حرص حكومة التغيير والبناء ووزارة الكهرباء والطاقة والمياه على توفير الاحتياجات من الخدمات الأساسية للمواطنين.
وكان وزير الكهرباء والمياه ونائبه اطلعا على مشروع إنارة طريق مران الذي تقوم بتنفيذه الوزارة بتمويل ذاتي، كما تفقدا سير أعمال تحسين وتوسعة مشروع شبكة كهرباء حيدان، ووجها بسرعة استكمال تنفيذ المشروع.
تورينو يفرض التعادل على أتالانتا في الدوري الإيطالي