سائل يخزن طاقة الشمس

بغض النظر عن مدى وفرة الطاقة الشمسية، ما زلنا نفتقر إلى وسائل رخيصة وطويلة الأجل لتخزينها والاستفادة منها، لكن العام الماضي شهد تطوّراً يشير إلى أننا على أبواب حل لهذه المشكلة.

فقد طوَّر علماء في السويد سائلاً خاصاً يسمى الوقود الشمسي الحراري، يمكنه تخزين الطاقة من الشمس لمدة تزيد على عقد من الزمان، وأوضح جيفري غروسمان، وهو مهندس يعمل بهذه المواد في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا، أن الوقود الحراري الشمسي يشبه بطارية قابلة لإعادة الشحن، ولكن بدلاً من الكهرباء، يمكن وضع ضوء الشمس في الداخل والحصول على الحرارة عند الطلب.

هذا الوقود الشمسي هو في الواقع جزيء في شكل سائل، عمل على تطويره وتحسينه علماء من جامعة تشالمرز للتكنولوجيا في السويد لأكثر من عام، ويتكوَّن هذا الجزيء من الكربون والهيدروجين والنيتروجين وعندما يتعرَّض لأشعة الشمس، فإنه يفعل شيئاً غير عادي: يعيد ترتيب الروابط بين ذراته التي تتحوَّل إلى نسخة جديدة نشطة عن نفسها، تسمى «إيزومر».

ويتم التقاط الطاقة من الشمس بين الروابط الكيميائية القوية لهذا الإيزومر، كالفريسة التي تقع في فخ، وتبقى هناك حتى عندما يبرد الجزيء إلى درجة حرارة الغرفة، وعندما تكون الطاقة مطلوبة، مثلاً في الليل أو خلال الشتاء، يمكن ببساطة سحب السائل من خلال محفز يعيد الجزيء إلى شكله الأصلي، مما يطلق طاقةً في شكل حرارة.

ويقول عالم المواد النانوية كاسبر موث-بولسن من جامعة تشالمرز: «بات بالإمكان تخزين الطاقة في هذا الأيزومر لمدة تصل إلى 18 عاماً». ويضيف: «وعندما حاولنا استخراج الطاقة واستخدامها، حصلنا على دفءٍ أكبر مما تجرأنا على الأمل به».

وقد وُضع النمـوذج الأولي لنظـام الطاقة هذا، على سطـح مبنـى الجامعة، حيث تم اختباره، ووفقاً للباحثيـن، فإن النتائـج لفتـت انتباه عديد من المستثمرين.

يتكوَّن هذا الجهاز من عاكس مقعر ومتحرِّك مع أنبوب في المركز، ويتم تسخين السائل بواسطة أشعة الشمس وتحويل الجزيئات إلى إيزومرات حافظة حرارة، ثم يتم تخزين السائل في درجة حرارة الغرفة مع حد أدنى من فقدان الطاقة.

وعندما تكون الطاقة مطلوبةً، يتم ترشيح السائل بمحفز خاص يعيد الجزيئات إلى شكلها الأصلي، الأمر الذي يرفع حرارة السائل حتى 63 درجة مئوية.

ويأمل العلماء في استخدام هذه الحرارة في أنظمة التدفئة المنزلية، وتشغيل سخان المياه في المبنى، وغسالة الصحون، ومجفـف الملابس، وأكثر من ذلك بكثير، قبل إعادة السائل إلى السطح مرة أخرى.