ألواح شمسية من الجرافين لإنتاج طاقة من المطر
كتبت: يارا كمال
يعمل فريق من جامعة الصين بتشينغداو على استخدام المطر في توليد طاقة من خلال الألواح الشمسية اعتمادًا على مادة الجرافين. لا تتكوّن قطرات المطر من مياه صافية فقط، بل تحتوي أيضًا على أملاح مختلفة والتي تنقسم إلى أيونات سالبة وموجبة. يريد الفريق البحثي أن يستخدم ألواح الجرافين في فصل الأيونات الموجبة في المطر (مثل الصوديوم والكالسيوم والأمونيوم) لتوليد الطاقة.
باستخدام مياه قليلة الملوحة لمحاكاة المطر، استطاع الباحثون توليد مئات الميكروفولتات (واحد على مليون من الفولت) والوصول إلى نسبة 6.53 كفاءة التحويل من الطاقة الشمسية للكهربائية من خلال تلك الألواح الجديدة.
استخدم الفريق البحثي خلية شمسية رفيعة ورخيصة تُسمّي ”dye-sensitised solar cell“ (خلية شمسية جعلها الباحثون حسّاسة للصبغة). يُضاف على الخلية طبقة من الجرافين ثم توضع على دعامة شفافة من أكسيد قصدير الإنديوم والبلاستيك. ترتبط الأيونات الموجبة في قطرات المطر بطبقة الجرافين الرفيعة للغاية مكونةً طبقة مزدوجة، مع وجود الإلكترونات. يكون فرق الطاقة بين الطبقتين قوي بشكل كافٍ لتوليد تيار كهربائي.
يعمل الفريق الآن على تعديل هذه التكنولوجيا حتى تستخدم الأيونات باختلافها الموجودة في قطرات المطر الحقيقية، وعلى معرفة كيفية توليد كهرباء كافية من التركيزات القليلة الموجودة في مياه المطر.
سوف يحل هذا الابتكار مشكلة الألواح الشمسية في عدم القدرة على توليد الطاقة في طقس غير مشمس، مما يؤكد على أن الطاقة الشمسية مصدر طاقة يمكن الاعتماد عليه.
لم تكن تلك المرة الأولى في استخدام الجرافين في تحسين تكنولوجيا الطاقة الشمسية: في هذا العام، نجح فريق من المملكة المتحدة في ابتكار مادة معتمدة على الجرافين تستطيع أن تمتص بكفاءة الضوء والحرارة المحيطين، مما يجعل الألواح الشمسية قادرة على جمع ضوء الشمس المشتت الذي يذهب إلى داخل المباني.
المصدر
