تقترب الإلكترونيات التي تعمل بالطاقة الشمسية من أن تصبح جزءًا من حياتنا اليومية بفضل اختراق علمي جديد "جذري".
في عام 2017 ، أنشأ العلماء في إحدى الجامعات السويدية نظامًا للطاقة يجعل من الممكن التقاط وتخزين الطاقة الشمسية لمدة تصل إلى 18 عامًا ، وإطلاقها كحرارة عند الحاجة.
نجح الباحثون الآن في جعل النظام ينتج الكهرباء عن طريق توصيله بمولد كهربائي حراري.على الرغم من أنه لا يزال في مراحله الأولى ، إلا أن المفهوم الذي تم تطويره في جامعة تشالمرز للتكنولوجيا في جوتنبرج يمكن أن يمهد الطريق للإلكترونيات ذاتية الشحن التي تستخدم الطاقة الشمسية المخزنة عند الطلب.
هذه طريقة جديدة جذريًا لتوليد الكهرباء من الطاقة الشمسية.هذا يعني أنه يمكننا استخدام الطاقة الشمسية لإنتاج الكهرباء بغض النظر عن الطقس أو الوقت من اليوم أو الموسم أو الموقع الجغرافي ، "يوضح قائد البحث كاسبر موث بولسن ، الأستاذ في قسم الكيمياء والهندسة الكيميائية في تشالمرز.
ويضيف: "أنا متحمس جدًا لهذا العمل"."نأمل مع التطوير المستقبلي أن يكون هذا جزءًا مهمًا في نظام الطاقة في المستقبل."
كيف يمكن تخزين الطاقة الشمسية؟
الطاقة الشمسية متغيرة متجددة لأنها في معظمها تعمل فقط عندما تشرق الشمس.لكن التكنولوجيا لمكافحة هذا الخلل الذي نوقش كثيرًا يتم تطويرها بالفعل بوتيرة سريعة.
تم تصنيع الألواح الشمسية من نفايات المحاصيل التيتمتص الأشعة فوق البنفسجية حتى في الأيام الملبدة بالغيومفي حين 'الألواح الشمسية الليليةتم إنشاء هذا العمل حتى بعد غروب الشمس.
التخزين طويل المدى للطاقة التي يولدونها هو أمر آخر.يُعرف نظام الطاقة الشمسية الذي تم إنشاؤه في تشالمرز في عام 2017 باسم "MOST": أنظمة تخزين الطاقة الحرارية الشمسية الجزيئية.
تعتمد هذه التقنية على جزيء مصمم خصيصًا من الكربون والهيدروجين والنيتروجين الذي يغير شكله عندما يتلامس مع ضوء الشمس.
يتحول شكله إلى "أيزومر غني بالطاقة" - جزيء مكون من نفس الذرات ولكنه مرتب معًا بطريقة مختلفة.يمكن بعد ذلك تخزين الأيزومر في شكل سائل لاستخدامه لاحقًا عند الحاجة ، مثل الليل أو في أعماق الشتاء.
يُطلق المحفز الطاقة المحفوظة كحرارة أثناء إعادة الجزيء إلى شكله الأصلي ، ويكون جاهزًا للاستخدام مرة أخرى.
على مر السنين ، صقل الباحثون النظام لدرجة أنه أصبح من الممكن الآن تخزين الطاقة لمدة 18 عامًا مذهلة.
رقاقة "فائقة الرقة" تحول الطاقة الشمسية المخزنة إلى كهرباء
كما هو مفصل في دراسة جديدة نشرت فيتقارير الخلية العلوم الفيزيائيةفي الشهر الماضي ، تم اتخاذ هذا النموذج الآن خطوة إلى الأمام.
أرسل الباحثون السويديون جزيئهم الفريد المليء بالطاقة الشمسية إلى زملائهم في جامعة شنغهاي جياو تونغ.هناك تم إطلاق الطاقة وتحويلها إلى كهرباء باستخدام المولد الذي طوروه.
في الأساس ، تم إرسال أشعة الشمس السويدية إلى الجانب الآخر من العالم وتحويلها إلى كهرباء في الصين.
في الأساس ، تم إرسال أشعة الشمس السويدية إلى الجانب الآخر من العالم وتحويلها إلى كهرباء في الصين.
يقول الباحث Zhihang Wang من جامعة تشالمرز للتكنولوجيا: "المولد عبارة عن شريحة رفيعة جدًا يمكن دمجها في الإلكترونيات مثل سماعات الرأس والساعات الذكية والهواتف".
"حتى الآن ، قمنا بتوليد كميات صغيرة فقط من الكهرباء ، لكن النتائج الجديدة تظهر أن المفهوم يعمل حقًا.يبدو واعدًا جدًا ".
يمكن للجهاز أن يحل محل البطاريات والخلايا الشمسية ، ويضبط الطريقة التي نستخدم بها طاقة الشمس الوفيرة.
الطاقة الشمسية المخزنة: طريقة خالية من الأحفوريات والانبعاثات لتوليد الكهرباء
يكمن جمال هذا النظام الدائري المغلق في أنه يعمل دون التسبب في انبعاثات ثاني أكسيد الكربون ، مما يعني أنه يتمتع بإمكانات كبيرة للاستخدام مع الطاقة المتجددة.
أحدث هيئة حكومية دولية معنية بتغير المناختقرير (IPCC)يوضح بأغلبية ساحقة أننا بحاجة إلى تكثيف مصادر الطاقة المتجددة والابتعاد عن الوقود الأحفوري بشكل أسرع بكثير لتأمين مستقبل مناخي آمن.
بينما تقدم كبير فيطاقة شمسيةمثل هذا يبعث على الأمل ، يحذر العلماء من أن دمج التكنولوجيا في حياتنا سيستغرق بعض الوقت.لاحظوا أنه لا يزال هناك الكثير من البحث والتطوير قبل أن نتمكن من شحن أجهزتنا التقنية أو تدفئة منازلنا باستخدام الطاقة الشمسية المخزنة في النظام.
يقول Moth-Poulsen: "جنبًا إلى جنب مع مجموعات البحث المختلفة المدرجة في المشروع ، نعمل الآن على تبسيط النظام"."يجب زيادة كمية الكهرباء أو الحرارة التي يمكن استخلاصها."
ويضيف أنه على الرغم من أن النظام يعتمد على مواد بسيطة ، إلا أنه يحتاج إلى تكييف بحيث يكون إنتاجه فعالاً من حيث التكلفة قبل أن يتم إطلاقه على نطاق أوسع.
الوقت ما بعد: 16 يونيو - 2022