باحثون يطورون نظامًا لتخزين الطاقة الشمسية باستخدام الكيمياء الجزئية.. اعرف التفاصيل
في ظل التوجه العالمي نحو الطاقة المتجددة، يواجه العالم تحديًا كبيرًا في تخزين الطاقة الشمسية، وعلى الرغم من تقدم تقنيات الألواح الشمسية في تحويل أشعة الشمس إلى طاقة، فإن القدرة على تخزين هذه الطاقة لاستخدامها لاحقا تبقى عقبة رئيسية، ولكن مؤخرًا، أعلن باحثون في فرنسا عن تقدم مهم في هذا المجال باستخدام الكيمياء الجزيئية، ضمن دراسة جديدة تم نشرها خلال الأسبوع الماضي، ويرصد لكم موقع الأيام المصرية التفاصيل في السطور التالية:
تقنية MOST: الحل الكيميائي لتخزين الطاقة الشمسية
يركز نظام تخزين الطاقة الجديد على ما يسمى بـ MOST (Molecular Solar Thermal)، وهو نظام يعتمد على الكيمياء الجزيئية لتخزين الطاقة الشمسية، وأوضح ريمي ميتيفييه، الباحث في المركز الفرنسي للأبحاث CNRS وأحد المشاركين في الإشراف على الدراسة، أن استخدام الطاقة الشمسية يتم غالبًا بشكل مباشر، سواء كحرارة أو كهرباء عبر الألواح الشمسية، ولكن التخزين طويل الأمد يحتاج عادة إلى بطاريات.
ما يميز تقنية MOST هو اعتمادها على الجزيئات الفوتوكرومية، التي تمتاز بقدرتها على تغيير لونها اعتمادًا على الضوء، وهذه الجزيئات معروفة من استخدامات أخرى، مثل النظارات الشمسية التي تتغير لون عدساتها بناءً على شدة الضوء، ولكن هنا، تم استغلالها لتخزين الطاقة الشمسية داخل الجزيئات.
كيف يعمل النظام؟
يعتمد النظام على تعريض الجزيئات الفوتوكرومية للأشعة فوق البنفسجية، مما يؤدي إلى تحويل كيميائي يرفع مستوى طاقتها، ويمكن لهذه الجزيئات تخزين الطاقة لعدة أيام أو أسابيع قبل أن يتم إطلاقها عند الحاجة، كما أوضحت ليا شوكرون، الباحثة الرئيسية للدراسة التي نُشرت في مجلة "رويال سوسايتي أوف كيميستري".
ما يجعل النظام مبتكرًا هو إمكانية استعادة هذه الطاقة على شكل حرارة، وليس كهرباء كما هو الحال مع الألواح الشمسية التقليدية، ويمكن استخدام هذه الحرارة في تطبيقات مختلفة، مثل تسخين المنازل ليلاً دون الحاجة إلى استخدام أي مصادر طاقة إضافية.
تطبيقات واعدة لتخزين الطاقة الحرارية
واحدة من الاستخدامات المحتملة لتقنية MOST تتمثل في تطوير سائل يمكنه أن يدور على سطح معين، ويشحن بالطاقة الشمسية خلال النهار ثم يستخدم في تسخين المنازل ليلاً. هذا السائل، بمجرد "شحنه" بالطاقة، يمكنه إطلاق الحرارة عند الحاجة باستخدام جرعة صغيرة من الحمض الكيميائي، وفقًا لما ذكره ميتيفييه.
المبدأ الكيميائي بسيط، حيث يشبه الزر الذي يمكن الضغط عليه لإطلاق الحرارة، ويستغرق هذا الإجراء وقتًا قصيرًا يتراوح بين خمس دقائق وساعة، اعتمادًا على الصيغة المستخدمة.
ابتكار يفتح آفاقًا جديدة للطاقة المتجددة
الجديد في هذا البحث ليس فقط فكرة استخدام الجزيئات الفوتوكرومية، بل أيضًا الشرح الكامل لكيفية عمل النظام وفعاليته، ويؤكد الباحثون أن هذه التقنية، رغم تطورها، ليست خطرة أو ملوثة مقارنة بالأصباغ التقليدية المستخدمة في الصناعات الأخرى.
إذا أثبت هذا النظام فعاليته على نطاق أوسع، فإنه قد يشكل ثورة في تخزين الطاقة الشمسية، مما يتيح استخدام الطاقة النظيفة على نطاق أكبر ولفترات أطول دون الحاجة إلى حلول تخزين معقدة أو مكلفة.
مع التقدم المستمر في تقنيات الطاقة المتجددة، تقدم تقنية MOST أملًا كبيرًا في حل مشكلة تخزين الطاقة الشمسية بطريقة فعالة وآمنة، باستخدام الكيمياء الجزيئية، يمكن لهذه التقنية أن تغير طريقة استهلاك وتخزين الطاقة الشمسية، مما يفتح الباب لمستقبل يعتمد بشكل أكبر على الطاقة النظيفة والمستدامة.
