خلايا شمسية هجينة جديدة تستطيع جمع الطاقة الكهربائية من قطرات المطر

خلايا شمسية هجينة جديدة تستطيع جمع الطاقة الكهربائية من قطرات المطر

ترجمة أ./سحر محمد
صحفية علمية في يمن سينس

برغم كل التطور الذي اصبحت علية الالواح الشمسية الا انها تصبح غير مجدية لجمع الطاقة في الاجواء الممطرة، ولكن هذا سيتغير قريبا بفضل الخلايا الشمسية الهجينة التي تستطيع جمع الطاقة الكهربائية اثناء سقوط المطر.

مفتاح هذه التقنية هو مولد نانو كهربائي يولد الكهرباء بالاحتكاك Triboelectric nanogenerator TENG وهو جهاز يولد الشحنة الكهربائية من احتكاك مادتين تفركان معاُ – كما يحدث في الكهرباء الساكنة –  وهذ كله يتعلق بحركة الالكترون.

تقنية TENG تستطيع توليد الطاقة من اطارات السيارة التي تحتك بالطريق، مواد الملابس عندما تحتك ضد بعضها او كما في حالة الالواح الشمسية دحرجت قطرات المطر على اللوح الشمسي وخلاصه هذه التقنية التي كُشفت من قبل علماء جامعة سوكو في الصين هي خلايا شمسية تعمل في الاجواء المشمسة والممطرة!

كتب الباحثون في بحثهم المنشور ” ابحاثنا تستعرض مفهوم جديد لاستعمال الطاقة في مختلف الظروف الجوية “

فبرغم ان فكرة توليد الطاقة بهذه بتقنية ليست جديدة كليا ولكن التحدي يكمن في تطوير نظام ليس بالمعقد او الكبير.  بوضع طبقتين من البوليمر لتعمل التقنية على سطح اللوح الشمسي كما في الصورة أدناه

خلايا شمسية هجينة جديدة تستطيع جمع الطاقة الكهربائية من قطرات المطراستخدام البصمات من اقراص DVD– مثل تلك التي تستخدمها للمشاهدة افلام هوليوود في منزلك- الباحثون يضيفون اخاديد الي البوليمر الواحد لتعزيز كفاءة طاقته التجميعية.

في الاختبارات العملية طبقات البوليمر المحكمة تعمل كقطب كهربائي متبادل لكل من TENGواللوح الشمسي الاساسي، توصل الطاقة بين الجهازين عندما سقوط قطرات المطر وجعل الطبقات في اتصال.

وبما ان الطبقات الزائدة فوق اللوح تُعد شفافة فإنها قادرة على استغلال اشعه الشمس وان كان ليس بنفس الدرجة في حالة عدم وجود الطبقات الزائدة اعلا اللوح الشمسي.

فالتحدي الان هو رفع مقدار الطاقة الكهربائية المولدة بهذه الطريقة حتى تكون قابلة للتطبيق تجارياً. في كل الاحوال المفهوم تم إثباته وهذه خطوة اولية مهمة، فالحصول على طاقة وان كانت قليلة اثناء سقوط المطر يعتبر أفضل من عدمه.

فكما ذكرنا مسبقاٌ عمل العلماء على هذه الفكرة لفترة من الزمن، فبالعودة الي عام 2016عمل فريق من الباحثين من جامعه Oceanفي الصين على توليد الطاقة الكهربائية من قطرات المطر الساقطة على لوح شمسي وذلك بإضافة طبقة من الجرافين.

بفصل الايونات الموجبة من المطر المالح استطاع العلماء توصيلهم بالجرافين والذي يعمل بدورة كـ مكثف زائف او ما يعرف بـ pseudocapacitor– بشكل رئيسي توليد تيار كهربائي من طبقتين مختلفتين في الطاقة.

العقبة الرئيسية امام هذا البحث الجديد هو انتاج طاقة كهربائية كافية ومجدية عمليا خارج المعمل. ولكننا بدأنا نشعر اننا اقتربنا من الحصول على الواح شمسية لا تولد الطاقة الكهربائية من اشعة الشمس فقط، ومن الجميل انها تمطر ليلاٌ فربما نستطيع يوماٌ ما الحصول على الواح شمسية تعمل على مدار الساعة بغض النظر عن حالة الطقس معززة بذلك شغفنا للطاقة المتجددة.


لتحميل مجلة الفيزياء العصرية العدد الثاني والعشرون

التحميل من الموقع مباشرة


لتحميل الاعداد السابقة من مجلة الفيزياء العصرية

من هنا

SaveSave

SaveSave

SaveSave

تعليقات

تعليقات