التباين بين الظلام والضوء لإنتاج الكهرباء

يبدو وكأنه شيء من فيلم خيال علمي، ولكن جهاز انتاج الطاقة من الظل (Shadow-Effect Energy Generator SEG)، الذي تم الكشف عنه حديثًا هو جهاز نموذجي حقيقي، يمكن أن يساعدنا في تغيير طريقة توليد الطاقة المتجددة.

ويستخدم الجهاز الذي أنتجه فريق من جامعة سنغافورة الوطنية وتم الإعلان عنه في العدد الأخير من دورية "علوم الطاقة والبيئة"، التباين بين الظلام والضوء لإنتاج الكهرباء، ويتكون من سلسلة من شرائح رقيقة من فيلم الذهب على رقاقة سيليكون، توضع فوق قاعدة بلاستيكية مرنة.

وفي حين أن الظلال عادة ما تكون مشكلة لإنتاج الطاقة الشمسية المتجددة، ففي هذا الجهاز يتم تسخيرها في الواقع للحفاظ على توليد الطاقة، وهذه التكنولوجيا أرخص في الإنتاج من الخلايا الشمسية النموذجية، وفقًا لمطوريها، وتنتج كميات صغيرة من الطاقة ويمكن استخدامها في الأجهزة المحمولة، على سبيل المثال.

ويقول عالم المواد تان سوي تشينج من جامعة سنغافورة الوطنية في تقرير نشر، الإثنين، موقع "ساينس أليرت": "الظلال موجودة في كل مكان، وغالبًا ما نأخذها كأمر مسلم به، وفي التطبيقات الكهروضوئية التقليدية أو الإلكترونيات الضوئية حيث يتم استخدام مصدر ثابت للضوء لتشغيل الأجهزة، فإن وجود الظلال أمر غير مرغوب فيه، لأنه يقلل من أداء الأجهزة".

ويضيف: "في هذا العمل استفدنا من تباين الإضاءة الناجم عن الظلال كمصدر غير مباشر للطاقة، ويؤدي التباين في الإضاءة إلى فرق الجهد بين الظل والأقسام المضيئة، مما ينتج عنه تيار كهربائي، وهذا المفهوم الجديد لحصاد الطاقة في وجود الظلال غير مسبوق".

واكتشف الفريق البحثي أن هذا التباين بين الظل والضوء هو ما يجعل جهازهم فعالًا حقًا، ووجدوا أنه في ظل الظلال المتغيرة، يكون أكثر فعالية مرتين من الخلايا الشمسية التقليدية في ظل نفس الظروف.

ويقول تشينج عندما يكون الجهاز في الظل تمامًا، أو بالكامل في الضوء، فإنه ينتج كمية منخفضة جدًا من الكهرباء، أو لا شيء على الإطلاق.

وأظهر الفريق أنه بظلال عابرة تسببها الغيوم أو التلويح بأغصان الشجرة، فإن الجهاز قادر على توليد طاقة كافية (1.2 فولت) لتشغيل ساعة رقمية، ويمكن تعزيز ذلك في المستقبل أيضًا. 

ولا يزال هناك الكثير من العمل الذي يتعين القيام به، حيث يرغب الباحثون الآن في محاولة خفض تكلفة الجهاز الخاص بهم، ربما عن طريق استبدال الفيلم الذهبي بمواد مختلفة.

قد يهمك أيضا:

الأمم المتحدة تُبرئ التلوث من نفوق أسماك العراق وتعلن عن "فيروس قاتل"

الكشف عن أنواع جديدة من الحيوانات في المحيط الهندي