تخطي إلى المحتوى الرئيسي
إي ميل

رقاقة من مادة الغرافين تفتح أفاقا جديدة لتوليد الطاقة المتجددة من الطاقة الشمسية

سمعي
.
. © MIT

تنقل نايلة الصليبي في "إي ميل" مونت كارلو الدولية تجربة من  معهَد ماساتشوستس للتكنولوجيَا تفتح أفاقا جديدة لتوليد الطاقة المتجددة من الطاقة الشمسية.

إعلان

تعتبَر الألواح الشمسيَّة طَريقَة شائِعَة لتوليدِ الطَّاقَةِ المتَجَدِّدَةِ ، لكنّها تحتاج لمساحَة كبيرة وطريقة  تثبيت مكَلِّفَة وفي مُعْظَمِ الأَحيَانِ تشَوِّهُ هندَسةَ المَنازِلِ الخارِجية. ولَكن مع تطَوّرِ التّكْنولوجيا. ماذا لَو أَصبحت كلُّ نافذَةٍ فِي المنزِلِ أَو أَيِّ جِهازِ الكترونِي بِمثابَةِ لوَّح يلتقِطُ الأَشعَّةَ الشّمسيَّة وَيولَد طاقة متَجَدِّدة ؟

هذا ما كشفَت عَنه دراسَة لِمجموعَة بَاحِثِينَ في معهَد ماساتشوسِتس لِلتِّكنولوجيَا لعملِيَّة تصنيعٍ جديدَة لِأَلْواحٍ علَى شَكلِ رقاقَةٍ ورقية  (شفافة) من مادَّةِ الغرافين، هو شكل من أشكالِ الكربونِ النقيّ . بِنيَة مادّةِ الغِرافين البلّوريّةِ سداسيَّة.لمادّة الغرافين خصائص كهربائيَّة وميكانيكيَّة مميزة .هي أَرفعُ مادَّة معروفَة حتَّى اليومِ، إِذ يُعَادل سمكها ذرَّة كربون واحِدَة فقَط ، وتعتبَر إِحدَى أَمْتَنِ الموادِّ المعروفَةِ.

كان على فريقِ الباحثين اكتشاف بديلٍ لِمادَّةِ Indium tin oxide أكسيد القَصديرِ الْإِنْدِيومِ ITO، المعروفٌ أَيضًا بِأكسيدِ الْإِنْدِيُومِ المخفَّف بِاَلقَصدرِ. وهوكناية عن تركيبة ثلاثية من الإنديوم والقصدير والأوكسجين بنسب متفاوتة.

يستخدم ITO -Indium tin oxide  لصنع الأقطاب الكهربائية الرقيقة الشفافة، الكبيرة المساحة ، و التي تبقى بنيتها مستقرة في الهواء الطلق .

تعتمد مادة Indium tin oxide  في مجموعة من التطبيقات، وفي الأجهزة الكهروبصرية، والعناصر الشبه موصلة الإلكترونية، التي تكشف وتتحكم وتبعث الضوء. مثل شاشات الكمبيوتر والهاتف الذكي، أو تحصدها، مثل الخلايا الشمسية. تعتمد مادة أكسيد القصدير الإنديوم على عناصر كيميائية نادرة ومكلفة.

من هنا أهمّيّة أَبحاث مجموعة الــ MIT .فمادّة الغِرافين هي تقرِيبا مجانيّة. وَلِصنعِ خلَايا شمسيَّة رقيقَة جِدّا وَمرِنَة وخفيفَة الوَزْن، لجأ الباحثون لِلتّرسِيب الكيمْيائيِّ لِلبُخَار Chemical vapor deposition مع استِخدام النُّحاس كطبقَة للتّفاعل لنَقلِ الغرافن.التّرْسيبُ الكيميائيّ للبخارِ هي عمَليَّة كيمْيائيَّة تُسْتَخْدَمُ لِإنتَاج موادَّ صلبة عالية الأَداء وعالية اَلنَّقاوَةِ.

تنطوي عملية التصنيع الجديدة، التي وضعها فريق الـ MITعلى استخدام طبقة وسيطة "عازلة" مادة Parylene، التي هي منتجة من مادة "البوليمر" التي يتم إنتاجها بواسطة الترسيب الكيميائي للبخار كالغرافين.

قام الفريق بإنشاء خلايا شمسية تجريبية Proof Of Concept، باستخدام الخلايا الشمسية البوليمرية ذات الأغشية الرقيقة، إلى جانب طبقة الغرافين. ومن خلال مختلف القياسات التي قام بها الباحثون تبين لهم ان الخلية الشمسية التجريبية Prototype من مادة الغرافين تولد نسبة طاقة اضعاف أضعاف النسبة المولدة بالألواح المتطورة التي تعتمد على ITOأي مادة أكسيد القصدير الإنديوم. فحسب الدراسة التي نشرها باحثو الـ MIT هذه التجربة تفتح أفاقا جديدة لتوليد الطاقة المتجددة من الطاقة الشمسية على سبيل المثال كنشر خلية شمسية شفافة على الكمبيوتر اللوحي قادرة على تشغيل الجهاز. علما أن مادةParylene تستخدم على نطاق واسع في صناعة الإلكترونيات الدقيقة، لتغليف وحماية الأجهزة الإلكترونية. فتخيلوا معي التطبيقات الممكنة المفتوحة على كل الابتكارات المحتملة  لتوليد الطاقة المتجددة.

يمكنكم التواصل مع نايلة الصليبي عبر صفحة برنامج "إي ميل" مونت كارلو الدولية على لينكد إن تويتر @salibi و @mcd_digital وعبر موقع مونت كارلو الدولية مع تحيات نايلة الصليبي

الرسالة الإخباريةأبرز الأحداث الدولية صباح كل يوم

الصفحة غير متوفرة

المحتوى الذي تريدون تصفحه لم يعد في الخدمة أو غير متوفر حاليا.