ثورة في الطاقة النظيفة علماء يبتكرون نظاما ذكيا يحول ضوء الشمس إلى وقود دون الحاجة لبطاريات
نجح فريق من الباحثين بجامعة أوساكا متروبوليتان اليابانية في تطوير نظام اصطناعي مبتكر للتخليق الضوئي يتميز بقدرته على التنظيم الذاتي، مما يمثل طفرة تقنية تغني عن الاعتماد على البطاريات في أنظمة تحويل الطاقة الشمسية.
ويهدف هذا الابتكار إلى تبسيط عملية تحويل ضوء الشمس والماء وثاني أكسيد الكربون إلى وقود كيميائي، مما يجعل إنتاج الطاقة النظيفة أكثر سهولة وبتكلفة اقتصادية أقل بكثير من التقنيات الحالية.
نظام التمثيل الضوئي الاصطناعي
يعتمد النظام الجديد على محاكاة عملية التمثيل الضوئي في النباتات، حيث يستخدم ضوء الشمس لتحويل الماء وثاني أكسيد الكربون إلى مركبات غنية بالطاقة، أبرزها حمض الفورميك، الذي يعد وسيلة فعالة لتخزين الطاقة ووقوداً قابلاً للاستخدام.
يوضح البروفيسور يوتاكا أماو، من مركز أبحاث التمثيل الضوئي الاصطناعي بالجامعة، أن النظام يتكون من لوح كهروضوئي متصل بخلية تحليل كهربائي تحتوي على مصعد ومهبط. ويضيف: باستخدام اللوح الكهروضوئي كمصدر للطاقة، تتم عملية شطر الماء وتحويل ثاني أكسيد الكربون إلى حمض الفورميك، مع استخدام غشاء للتبادل الأيوني لضمان الحصول على محلول نقي.
كفاءة التشغيل والتنظيم الذاتي
يواجه التمثيل الضوئي الاصطناعي تحدياً يتمثل في تذبذب شدة ضوء الشمس على مدار اليوم، وهو ما دفع الباحثين لتطوير محلل كهربائي ذاتي التنظيم. وبدلاً من الاعتماد على الإلكترونيات الخارجية أو البطاريات لتنظيم الجهد والتيار، يقوم الجهاز بضبط خصائصه الكهربائية تلقائياً من خلال خصائصه الحرارية والمعاوقة.
ويشير البروفيسور أماو إلى أن النظام نجح في التحكم تلقائياً بكميات ثاني أكسيد الكربون والماء المزودة لخلية التحليل بناءً على مستويات الإشعاع الشمسي، مما أدى إلى إنتاج حمض الفورميك بتركيز ثابت ومستقر بغض النظر عن تقلبات ضوء الشمس.
ارسال الخبر الى: