حل مصغر جديد لتخزين الطاقة المتجددة

بحثَ العلماء منذ فترة طويلة عن الجيل القادم من المواد التي بإمكانها أن تشعل ثورة في تقنية جني وتخزين الطاقة المتجددة

حل مصغر جديد لتخزين الطاقة المتجددة

بحثَ العلماء منذ فترة طويلة عن الجيل القادم من المواد التي بإمكانها أن تشعل ثورة في تقنية جني وتخزين الطاقة المتجددة.

ويبدو أن أحد المرشحين هو بُنى معدنية عضوية. وقد استخدم العلماء هذه البُنى البلورية الصغيرة والمرنة والرقيقة جدا والفائقة المسامية للقيام بكل شيء من التقاط وتحويل الكربون إلى وقود انتهاءً بتخزين الهيدروجين والغازات الأخرى. وكان أكبر عيب لها ضعف الموصلية.

الآن، ووفقا لعلماء من جامعة كالفورنيا الجنوبية، اتضح أن البُنى المعدنية العضوية يمكنها توصيل الكهرباء بنفس الطريقة التي تفعلها المعادن. مما يفتح الباب في يوم أمام البُنى العضوية المعدنية لتخزين الطاقة المتجددة وبكفاءة على نطاق كبير جدا، لا يمكن تصوره تقريبا.

وقال برنت ميلوت، أستاذ مساعد الكيمياء في كلية دورسيف للآداب والفنون والعلوم. ” للمرة الأولى على الإطلاق، برهنا عن وجود بُنية معدنية عضوية أظهرت توصيلية تعادل المعدن، حيث تجعلها المسامية الطبيعية للبنية المعدنية العضوية مثالية لتقليل كتلة المواد، مما يسمح بظهور أجهزة أقل حجما وأكثر متانة “.

وقال سماراندا مارينيسكو، الأستاذ المساعد للكيمياء في كلية دورنسيف في جامعة كاليفورنيا الأميركية: “إن التوصيل المعدني بالاضافة للخصائص التحفيزية الأخرى من شأنه أن يزيد من إمكانيات إنتاج الطاقة المتجددة وتخزينها.”

وقد نشرت نتائج البحث يوم 13 يوليو في مجلة الجمعية الكيميائية الأمريكية.

🔻محفز ناشئ لتخزين الطاقة المتجددة على المدى الطويل.

وتسمح مسامية البُنى المعدنية العضوية باستيعاب وتخزين الغازات مثل الهيدروجين وثاني أكسيد الكربون. مما يجعل طاقتها التخزينية ذات تركيز هائل: 1 غرام من مساحة السطح يوفر ما يعادل آلاف الأقدام المربعة للتخزين.

لم يتم حتى الآن زيادة الاستفادة من الطاقة الشمسية كمصدر منتظم للطاقة. حيث يصل مقدار ما تستقبله الأرض من الطاقة الشمسية في ساعة واحدة أكثر مما يستهلكه كوكب الأرض بأكمله في سنة واحدة، ولكن لا توجد حاليا أي وسيلة لاستخدام هذه الطاقة لعدم وجود وسيلة للاحتفاظ بكل هذا القدر. ويعد هذا التقطّع جوهري في جميع مصادر الطاقة المتجددة تقريبا، مما يجعل من المستحيل جني وتخزين الطاقة إلا بدوام شروق الشمس أو هبوب الرياح.

وإذا ما استطاع العلماء وقطاع التصنيع يوما ما من أن يعيدوا انتاج القدرة التي أظهرها مارينيسكو وبشكل منتظم، فإن ذلك سيقطع بنا شوطاً طويلاً في الحد من التقطّع، مما يسمح لنا في نهاية المطاف بأن نجعل من الطاقة الشمسية مصدراً متواصلاً ودائماً.

🔻المعادن أو أشباه الموصلات: لماذا ليس كليهما؟!

تعتبر البُنى المعدنية العضوية هياكل ثنائية الأبعاد تحتوي على الكوبالت والكبريت وذرات الكربون. في نواح كثيرة، فإنها تشبه إلى حد كبير شيء مثل الجرافين، الذي هو أيضا طبقة رقيقة جدا من مادة شفافة ثنائية الأبعاد.

كلما تنخفض درجة الحرارة، تصبح المعادن أكثر توصيلية. على العكس من ذلك، فمع ارتفاع درجة الحرارة، تصبح أشباه الموصلات أكثر توصيلية.

في التجارب التي تجريها مجموعة مارينيسكو، استخدم العلماء بُنية معدنية عضوية قائمة على الكوبالت والتي تحاكي التوصيلية لكل من المعدن وأشباه الموصلات عند درجات حرارة مختلفة. أظهرت البُنية المعدنية العضوية التي صممها العلماء قدراً أكبر من الموصلية عند درجات الحرارة المنخفضة جدا والمرتفعة جدا.
______________________
ترجمة: Omar Almay
المصدر: http://www.science.org.ly/12312-2/

#النادي_الليبي_للعلوم