علماء يطورون نظاماً يحول الشمس إلى وقود دون بطاريات
الثانية | وكالات
نجح فريق من الباحثين في جامعة أوساكا متروبوليتان اليابانية في تطوير نظام جديد للتمثيل الضوئي الاصطناعي يعمل دون الحاجة إلى بطاريات، في خطوة قد تمهد لإنتاج وقود نظيف من ضوء الشمس والماء وثاني أكسيد الكربون بتكلفة أقل وكفاءة أعلى.
وأوضح الباحثون أن الابتكار يعتمد على نظام ذاتي التنظيم يحافظ على استقرار إنتاج الوقود حتى مع تغير شدة ضوء الشمس، ما قد يشكل نقلة نوعية في تقنيات تحويل الطاقة الشمسية إلى وقود قابل للاستخدام.
وقود شمسي من حمض الفورميك
وقال البروفيسور يوتاكا أماو، من مركز أبحاث التمثيل الضوئي الاصطناعي بجامعة أوساكا متروبوليتان، إن النظام يتكون من لوح كهروضوئي متصل بخلية تحليل كهربائي تضم مصعداً ومهبطاً، حيث تُستخدم الطاقة الشمسية لشطر الماء وتحويل ثاني أكسيد الكربون إلى حمض الفورميك.
وأضاف أن استخدام غشاء مناسب للتبادل الأيوني داخل الخلية يتيح إنتاج محلول مائي نقي من حمض الفورميك، الذي يمكن استخدامه وقوداً ووسيلة لتخزين الطاقة.
الاستغناء عن البطاريات
وأشار الباحثون إلى أن تغير شدة ضوء الشمس يمثل أحد أبرز التحديات أمام أنظمة التمثيل الضوئي الاصطناعي، إذ تعتمد معظم التقنيات الحالية على البطاريات أو أنظمة إلكترونية لضبط الطاقة.
وللتغلب على هذه المشكلة، طور الفريق محللاً كهربائياً ذاتي التنظيم يضبط خصائصه الكهربائية تلقائياً اعتماداً على خصائصه الحرارية ومعاوقته الكهربائية، دون الحاجة إلى بطاريات أو محولات خارجية.
وأوضح أماو أن الفريق نجح أيضاً في التحكم تلقائياً بكميات الماء وثاني أكسيد الكربون المزودة إلى خلية التحليل الكهربائي وفقاً لشدة ضوء الشمس، ما أتاح إنتاج حمض الفورميك بتركيز ثابت في مختلف الظروف، وهو ما قد يسهم في تطوير تقنيات أكثر كفاءة لإنتاج الوقود الشمسي مستقبلاً.
