تعد الطاقة الشمسية أحد أبرز مصادر الطاقة المتجددة الواعدة، ولكن يواجه استغلالها تحديًا رئيسًا يتمثل في عدم قدرة الألواح الشمسية التقليدية على تخزين الطاقة على نحو فعّال.
وهذا التحدي دفع الباحثين إلى البحث عن طرق جديدة لتخزين الطاقة الشمسية. ومن أحدث هذه الطرق هو الاعتماد على التفاعلات الكيميائية.
إمكانية تخزين الطاقة الشمسية
أكدت دراسة حديثة نشرت في فرنسا، إمكانية تخزين الطاقة الشمسية باستخدام الجزيئات الفوتوكرومية. هذه الجزيئات تمتلك القدرة على تغيير شكلها وخصائصها عند تعرضها للضوء. ما يسمح لها بتخزين الطاقة الشمسية على هيئة طاقة كيميائية.
يقول ريمي ميتيفييه؛ الباحث في مركز الأبحاث الفرنسي “CNRS”، والمشارك في الإشراف على الدراسة: “مع الألواح الكهروضوئية، يستخدم في معظم الأحيان الطاقة الشمسية مباشرة على هيئة كهرباء أو حرارة”.
ويعتمد النظام (MOlecular Solar Thermal)، الذي يُختصر بـ “MOST”. على كيمياء الجزيئات الفوتوكرومية. وفقًا لـ “العربية”.
أبرز النقاط التي توصلت إليها الدراسة
- آلية التخزين: تعتمد آلية التخزين على تشعيع جزيء عضوي بالأشعة فوق البنفسجية؛ ما يؤدي إلى تحول كيميائي يغير مستوى طاقته.
- مدة التخزين: يمكن للجزيئات الفوتوكرومية تخزين الطاقة لأوقات طويلة تتراوح بين أيام إلى أسابيع.
- التطبيقات المحتملة: يمكن استخدام هذه التقنية في الكثير من التطبيقات.
- التدفئة: يمكن استخدام سائل يحتوي هذه الجزيئات لتخزين حرارة الشمس خلال النهار، واستخدامها للتدفئة ليلًا.
- توليد الكهرباء: يمكن تحويل الطاقة الكيميائية المخزنة إلى طاقة كهربائية عند الحاجة.
- الصناعات: يمكن استخدام هذه التقنية في الكثير من الصناعات التي تتطلب طاقة حرارية.
وفي هذا الشأن، قال كيتارو ناكاتاني؛ الأستاذ في الكيمياء لدى جامعة باري ساكلي، والمشارك في الإشراف على الدراسة: “الجزيئات الفوتوكرومية تُستخدم منذ وقت طويل في النظارات الشمسية”. مع عدسات تصبح داكنة أو فاتحة اعتمادًا على الضوء المحيط.
أما ليا شوكرون؛ المعدة الرئيسة للدراسة التي نشرت في مجلة “رويال سوسايتي أوف كيميستري”، قالت في حديث إلى وكالة “فرانس برس”: “سيكون هذا الجزيء ذو الطاقة العالية قادرًا على البقاء لمدة تتراوح بين أيام وبضعة أسابيع”.
وأضافت “شوكرون” أن الفكرة تتمثل في أن نكون قادرين على استعادة هذه الطاقة عند الطلب، ليس على هيئة كهرباء، كما هي الحال مع الألواح الكهروضوئية، ولكن على هيئة حرارة”.
مزايا هذه التقنية
- كفاءة عالية: تتميز هذه التقنية بكفاءة عالية في تحويلها إلى طاقة كيميائية وتخزينها.
- مرونة: يمكن استخدام هذه التقنية في الكثير من التطبيقات.
- استدامة: تعتمد هذه التقنية على مواد طبيعية وغير سامة.