الشبكة اليمنية للعلوم والبيئة (يمن ساينس) موقع يهتم بأخبار العلوم والتكنولوجيا والصحة والبيئة والسكان
مقالات مشابهة
في خضم سباق العالم نحو مستقبل أخضر ومستدام، يأتي اختراق علمي جديد من قلب الصحراء السعودية ليعيد رسم ملامح مستقبل الطاقة الشمسية. باحثون في جامعة الملك عبدالله للعلوم والتقنية (كاوست) يطوّرون مادة مبتكرة تبرد الخلايا الشمسية وتزيد كفاءتها بشكل غير مسبوق، في إنجاز قد يُحدث تحولًا كبيرًا في مجال الطاقة المتجددة.
كشفت دراسة علمية دولية حديثة بقيادة جامعة الملك عبدالله للعلوم والتقنية (كاوست) في المملكة العربية السعودية عن تطوير مادة مركّبة جديدة من الأكريلات يمكنها تحسين أداء الخلايا الشمسية وزيادة كفاءتها بشكل كبير.
وبحسب الدراسة التي نُشرت في دورية Materials Science and Engineering: R: Reports، فإن تثبيت هذه المادة على أسطح الخلايا الشمسية التي تعمل في البيئة الصحراوية القاسية في السعودية أسفر عن انخفاض درجة حرارة الخلايا بمعدل 9.4 درجات مئوية، ما أدى إلى زيادة في إنتاج الطاقة بنسبة تجاوزت 12%، كما ساهم في إطالة عمر الخلايا بأكثر من 200%، وخفض تكاليف توليد الكهرباء بنسبة تقترب من 20%.
ويُعدّ هذا الابتكار استجابة مباشرة للتحديات الكبرى التي تواجه تكنولوجيا الطاقة الشمسية. فرغم أن الألواح الشمسية التجارية تُحوّل نحو 20% فقط من أشعة الشمس إلى كهرباء، إلا أن بقية الطاقة تتحول إلى حرارة تُضعف أداء الخلايا وتُقصّر عمرها الافتراضي. وتُمثل طرق التبريد النشط كالمراوح والمضخات حلاً لكنه يحتاج إلى طاقة إضافية، ما يحد من جدواه البيئية والاقتصادية. لذا، فإن التبريد السلبي، الذي لا يحتاج إلى مصدر طاقة، يُعد خيارًا أكثر استدامة.
ويقول البروفيسور تشياو تشيانغ غان، قائد الفريق البحثي من “كاوست”: “نُركز في أبحاثنا على تطوير مواد تُمكّن من التبريد السلبي. هذه المواد رقيقة ويمكن استخدامها في أنظمة متنوعة كالصوب الزراعية والخلايا الشمسية دون أن تؤثر على أدائها.”
ويتكون المركب الجديد من كلوريد الليثيوم وبولي أكريلات الصوديوم، وهي مادة بوليمرية منخفضة التكلفة تمتص الرطوبة من الهواء خلال الليل وتُطلقها أثناء النهار. ويمتاز هذا المركب بأنه لا يحتاج إلى مواد كيميائية خطرة أو تقنيات تصنيع معقدة، مما يُقلل من تكلفة الإنتاج بشكل كبير.
وقد تم اختبار التقنية الجديدة ليس فقط في البيئة الصحراوية للمملكة، بل أيضًا في مناطق باردة من الولايات المتحدة الأمريكية تحت ظروف مطيرة، حيث أثبتت المادة كفاءتها في مختلف البيئات المناخية.
وشارك في البحث البروفيسور ستيفان دي وولف، من فريق كاوست لأبحاث الخلايا الشمسية، الذي حقق سابقًا أرقامًا قياسية عالمية في هذا المجال. وأكد دي وولف على أهمية التعاون متعدد التخصصات في هذا الابتكار، قائلاً: “هذا العمل يمثل مثالًا رائعًا على دمج الخبرات المختلفة في كاوست. اختبرنا التقنية على خلايا شمسية ذات أداء فائق في بيئات متنوعة، وكانت النتائج مذهلة في كل حالة.”
