دراسة: ألواح المفاعلات الضوئية العالية الكفاءة تنتج وحدات غير مكلفة لجمع الطاقة الشمسية
تاريخ النشر: 13th, July 2023 GMT
على مدار السنوات القليلة الماضية، تم تطوير تكنولوجيا التمثيل الضوئي الاصطناعي بشكل كبير، مما أدى إلى زيادة كفاءة الخلايا الشمسية الاصطناعية وتحسين أدائها. وتم تطوير مواد جديدة لصنع هذه الخلايا، مما يسمح بتحسين كفاءة تحويل الطاقة الشمسية إلى طاقة كهربائية.
ويعني التمثيل الضوئي الاصطناعي أن التفاعلات الكيميائية تتم بمساعدة ضوء الشمس، وكما هي الحال في الطبيعة، يتم امتصاص الفوتونات بواسطة مادة نشطة ضوئيا وتستخدم طاقتها لدفع تفاعل كيميائي مباشرة.
وأحرز باحثون من معهد كارلسروه للتكنولوجيا (KIT) وشركاؤهم الكنديون تقدما كبيرا في انتقال الطاقة مع الهيدروجين المتولد على الأسطح، ونشرت نتائج دراستهم في دورية "جول" (Joule) يوم 21 يونيو/حزيران الفائت.
وحتى الآن، تم استخدام هذه التقنية بشكل أساسي في المختبر، لأن تكاليف إنتاج الهيدروجين الشمسي كانت مرتفعة للغاية.
يتناول مفهوم المفاعل الضوئي الذي قدمه الفريق تحديا مزدوجا: فهو يتكون من ألواح بوليمر مجهرية مطلية بالألمنيوم لتحقيق انعكاسية عالية، كما أنه يوفر ظروف التشغيل المثلى ويضمن النقل الفعال للضوء إلى المحفز الضوئي على مدار اليوم.
وتتكون وحدة المفاعل الضوئي الفعال للاستخدام العملي بشكل أساسي من مكونين: محفز ضوئي مناسب يقود التفاعل الكيميائي ومفاعل ضوئي يحتوي على المحفز الضوئي والمواد الأولية للتفاعل الكيميائي.
ويقول بول كانط من معهد كارلسروه للتكنولوجيا لهندسة العمليات الدقيقة (IMVT) في بيان صحفي للمعهد "هناك العديد من المحفزات الضوئية المعروفة. يمكن استخدامها لتحليل الماء إلى هيدروجين وأكسجين أو لإنتاج وقود محايد مناخيا من الماء وثاني أكسيد الكربون".
ويضيف "في الحالة المثالية، يجب أن يوجه المفاعل الضوئي ضوء الشمس الساقط إلى المحفز الضوئي مع عدم وجود أي خسائر تقريبا، بغض النظر عن مصدره أو مكان وضع الشمس".
ويستطرد "علاوة على ذلك، يجب أن تضمن بنية ومادة المفاعل الضوئي التشغيل الأمثل للمحفز الضوئي، مثل درجة الحرارة المناسبة عند امتصاص الضوء".
يعتقد كانط أن الاستخدام الواسع لوحدات المفاعل الضوئي الجديدة لإنتاج الهيدروجين أو الوقود على الأسطح أو في المزارع الشمسية قد يكون إحدى الفرص التكنولوجية الكبيرة للبشرية في مكافحة أزمة المناخ. مع ذلك، فإن كفاءة التفاعل الكيميائي العالية هي شرط يجب تحققه قبل أن يصبح التمثيل الضوئي الاصطناعي تقنية فعالة.
ووفقا لتقديرات الباحثين الأولى، تبلغ تكلفة المتر المربع لوحدة المفاعل الضوئي حوالي 22 دولارا أميركيا. وفي حال نجاح تطوير هذه المفاعلات لتوليد الهيدروجين والوقود، فإن هذه التقنية قد تكون واحدة من الحلول الهامة لأزمة الطاقة وتغير المناخ.
وفي الوقت الحالي، يعمل الفريق على تطوير محفز ضوئي يحلل الماء بكفاءة إلى هيدروجين وأكسجين، وسيتم دمجه في المفاعلات الضوئية، كما تتم دراسة الإنتاج الضخم للألواح الجديدة المعتمدة على تقنية المفاعل الضوئي.
المصدر: الجزيرة
إقرأ أيضاً:
المعاصرة: المسار والخيار.. مشاتل التغيير (18)
في التفاتة عميقة للشيخ الجليل "محمد متولي الشعراوي" في خواطره القرآنية حول "سورة العصر" وافتتاحها بالقسم بـ"العصر"؛ يؤكد أن القسم المراد به العصر الزمني وليس مجرد وقت العصر صلاة وعبادة". ولعل هذه الالتفاتة تشير إلى الرؤية التدبرية للزمن ومقتضياته وبما جرى على ألسنة الناس من كلمة "العصر"، والتي تشير لفهم المسلم لشأنه وزمانه الذي يعيش، وكيف يعي الإنسان مهمته والأمانة التي يحملها حتى لا يقع في دائرة الخسران، والمستثنى من ذلك أهل الإيمان والعمل الصالح ومن واصلو تلك المهمة العظيمة في وسط ينشئ وينشأ من فعل وتفاعل بالتواصي بالحق والتواصي بالصبر؛ في مهمة ليست باليسيرة ضمن مسيرة عامرة فاعلة كبيرة.
والتفاتة أخرى تقع في قلب التراث من تعبير شاع وكأنه الشعار: "المعاصرة حجاب"، وهو يشير الى أمر يتعلق بعلم اجتماع المعرفة الذي يتعلق بالوسط والبيئة، وهو ينصرف إلى معنيين؛ الأول بعدم أخذ رأي من الند في نده مظنة التحاسد وكأنه يشير إلى قانون قائم على التحرز في استقاء الأحكام ممن تعاصروا في زمن واحد، وشواهد ذلك في التاريخ متعددة ومتجددة، فهذا كان شأن الغزالي والإمام ابن تيمية من حسد وغيرة أصابتا المحيطين بهما من الزملاء والعلماء، إلا أنه من الضروري كذلك أن نشير إلى معنى آخر لا يصح إهماله أو إغفاله ألا وهو أن المنخرط في الحدث قد تغيب عنه أمور يستدركها من هو بعيد عنه نسبيا فيرى ذلك من كافة جوانبه؛ وهو تنبيه منهجي مهم لا يتنافى بحال مع مقولة "أهل مكة أدرى بشعابها" في النظر العام ومعرفة أهل البلاد بطرقها وطرائقها.
وكذا فمن أهم الأمور ملاحظة معنى العصر الذي نعيش فيه بجوانبه وامتداداته، والمعاصرة أي العيش في الواقع المعاصر وتصفح أحواله والزمن الذي نقيم فيه ومقتضياته. ولعل هذا المعنى الأخير هو المقصود في هذا المقام؛ فإن فهم معطيات الواقع وتدبر ما في طياته يشكل معنى مهما في عمليات التغيير والإصلاح وتقع موقعا عمليا في تدبر الوسائل والأدوات المتعلقة بالواقع وبعمليات إصلاحه وتجديده؛ في مشاتل التغيير وخبراته ومسالكه.
ومن هنا يكون مفهوم المعاصرة مظللا كافة المفاهيم الأخرى في النهوض والإصلاح؛ والإحياء والتغيير، ومن هنا يأتي الدفع إلى ثنائيات ارتقت إلى حد الشعار مثل "الجمع بين الأصل والعصر" في عمليات التنزيل في واقع الناس وأرض الميدان، ولذلك يُعد مفهوم المعاصرة الذي يجب أن نتوقف عنده ونتبصر معانيه وكوامنه ومغازيه ومقاصده.
المعاصرة -لفظا ومعنى عربييْن وبعيدا عن السياق الثقافي- مفهومٌ عادي، لا إشكال فيه ولا منه؛ ويعني أن يتواجد ويتعايش اثنان: أن يتعاصرا، أو أن الإنسان يتعاطى مع أحوال عصره استيعابا واستثمارا. ولكن السياق الحضاري الراهن قد جعل من هذه اللفظة وعاء مفهوميّا يحمل العديد من الدلالات المتداخلة؛ بعضها خطر وضرر، وبعضها لبْس وغَرَر، وبعضها الثالث واجب مقرَّر؛ الأمر الذي يفرض علينا التنبّه والتدقيق في النظر إليه واستعماله ونقله ووصله بما يحيط به من شبكة مفاهيم أوسع.
ولا شك أن ألفاظ التعبير عن مفهوم المعاصرة وما يقاربه كثيرة ومتغيرة؛ كالمواكبة، التقدم، التطور، العولمة، الواقعية، الأمر الواقع.. الخ.
والمعاصرة -ومعها حزمة مفاهيم العصرية والعصرنة والعصري وما تقابل بها من حزمة تراثي وتقليدي ورجعي وماضوي وغيرها- من مفاهيم السجال الفكري الكبرى في واقع أمتنا الممتد منذ نحو قرنين، انبثق سجالها أخيرا عن واقع وواجب وادعاء. أما الواقع فهو علو الغرب حضاريا على الشرق والمسلمين واحتلاله بلادهم وامتلاكه لناصية العصر الراهن ومحاولته صبغه بفكره وثقافته وغاياته، وأما الواجب فهو أنه على كل عاقل أن يكون معايشا لعصره وفاقها لواقعه. ولكن ثمة ادعاء أن ثمة تضادا ضروريا بين التراث والعصر؛ أو بين العناية بالتراث وبين المعاصرة؛ الأمر الذي حاول أربابه أن يضفوا على مفهوم المعاصرة انتماء تغريبيا وقطيعة ثقافية عن ذاتنا الحضارية ومقوماتها.
وبالبحث نكتشف أن لمفهوم المعاصرة أصولا مهمة في حضارتنا وأنه -بجذوره وجذوعه وثماره- له في حضارتنا منابع توليد، وخطوط مسير، ومصبَّات تأثير، تكشف مراجعتها عن قيم الحركة الحضارية لهذه الأمة ومقاصدها، وعن سنن التدافع الفكري والواقعي المرتبطة بها في داخلها وفي علاقاتها مع الأمم الأخرى. ولكن اليوم يحيا المفهوم حالة إشكالية تقوم على دعوة لقطيعة -معرفية وانتمائية ومقاصدية مستقبلية- عن حضارة الإسلام ومرجعية المسلمين. إذا، لا تقبع هذه الإشكالية وما تقدمه من دلالات لمفهوم المعاصرة في لفظ "المعاصرة" ذاته ولا في دلالاته اللغوية العربية، بقدر ما تتصل بتطورات الحالة الثقافية والسياسية الراهنة للأمة وأبنائها وخاصة في علاقتهم مع الحضارة الغربية.
يبدو لي أن القيمة العليا التي صارت حاكمة في الثقافة السائدة الآن هي قيمة "العصرية" أو "المعاصرة"، وأن من يتابع السياسات النافذة ومجادلات المتحاورين، يلحظ أن "العصرية" قد صارت أصلا مرجوعا إليه، ومسلمة مبدوءا بها في معالجة الغالب من قضايا المجتمع، وفي الترجيح بين الخيارات، وفيما يرجح أو يستبعد من الحلول. لذلك، فقد آثرتُ أن أعرض لمفهوم المعاصرة، محاولا تحرير المسألة بشأنه، وإثارة الفكر للمناقشة حوله، لتوضيح معانيه وكشف آثاره.
من مجموع ما تقدم، فإن لفظ المعاصرة لا يختلف اصطلاحا عنه لغة، خاصة حين يتعلق بمعنى الوقت والزمن والأحقاب التاريخية. فالمعاصرة إذا هي معايشة العصر وما فيه من إنس وأدوات جديدة وأفكار ومفاهيم وقيم تشكل خصائص هذا العصر البارزة. ونظرا لأن الحالة الحضارية هي أهم ما يصبغ العصر الذي تكون فيه، ويمنحه سَمْته وروحه، فإن أهم دلالات المعاصرة هي معايشة الحالة الحضارية، وعدم الانعزال عنها أو إنكارها. ولا يعني هذا أن يجاري الإنسان معطيات عصره بغير رويّة أو أن يَخضع لها، بل يرى منها ما يناسبه ويحقق مصلحته فيستفيد منه، وما يضرّ به أو يعادي قيمه وكينونته فيواجهه ويقاومه، وحول هذه الفكرة دار السجال الحديث والمعاصر عن المعاصرة.
إننا نعلم أن العصر يعني الدهر أو الزمن، وأنه يُنسب إلى شخص، فيقال: "العصر الفيكتوري" في بريطانيا أو "عصر محمد علي" في مصر، وينسب إلى أسرة حاكمة فيقال: "العصر العباسي"، كما يُنسب إلى ظواهر طبيعية "كالعصر الحجري"، أو إلى ظواهر اجتماعية "كعصر الإصلاح"، و"عصر النهضة" في أوروبا. كما أنه صار ينسب إلى مرحلة تاريخية، كما يقال الآن: "العصر الحديث"، إشارة إلى المرحلة التاريخية التي يحياها العالم اليوم. ونحن في أدبنا الجاري، عندما نشير إلى العصر مجردا من نسبةٍ تخصصه، فغالبا ما نكون نعني "العصر الحديث". وعندما نقول روح العصر، إنما نقصد الإشارة إلى السمة الغالبة على أوضاع المرحلة التاريخية التي نحياها. كما أن ما نعايشه من أوضاع الحاضر نَصفه بالمعاصرة، وعندما يصف أحدنا الآخر بأنه "عصري"، إنما يعني الإخبار بأن الموصوف متلائم مع أوضاع المرحلة التاريخية العالمية الحاضرة، ومتجانس مع ظروفها.
يتداخل مفهوم المعاصرة مع عدد آخر من المفاهيم كما تبين؛ وقد حُمّل هو من دونها بأغراض أيديولوجية وبين-حضارية تضمنت تقديما لحضارة الغرب وتأخيرا لقيمة الحضارة الإسلامية، ودعوة لأخذ الأخيرة من الأولى أخْذ التلميذ من أستاذه. وقد دخلت على الخطِّ ذاته مفاهيم أخرى لتأدية الأغراض ذاتها؛ كالجديد والحديث، والتجديد والتحديث، والتحضر والتمدن، والتقدم والتطور والرقي، وعصر العلم والمعرفة والعقل والتنوير والإبداع والنقد. ولما تحركت الدعوة باتجاه التراث الإسلامي نفسه وعلومه أُبرزت مفاهيم مثل الاجتهاد وإعمال العقل ونبذ التقليد، وكذا مفاهيم الثورة والتمرد والرفض والخروج على المألوف والتقاليد، وهكذا في إطار النعي على القديم والدعوة للأخذ بما أنتجه الغرب باسم التجديد والمعاصرة.
هذا التشابك والاشتباك المفاهيمي يسهل تصنيفه ضمن ثنائية الإسلامية والعلمانية، وعلى هذا جرت أكثر التحليلات المفاهيمية السابقة، وهو تصنيف معبِّر وله وجاهته. ولكن الانتقال من سجال المرجعية إلى سجال الفاعلية -كما تسعى هذه الورقة- يفرض نوعا آخر من التصنيف؛ غايته الانعتاق من الصراعات النظرية إلى التدافع في مجالات الفعل والفاعلية، فإن من رام لأمته الحركة والنهوض ينبغي أن يبحث في واقعها -بما فيه من معارك مفاهيمية وفكرية وعملية- عن لبنات هذه الحركة.
ومن معركة المعاصرة تبين أن تيارا ثالثا شقَّ طريقه عبر النصف الأول من القرن العشرين وتجلى بوضوح أكثر في نصفه الثاني، تمكَّن هذا التيار من بناء معادلة الأصالة المعاصِرة والمعاصرة المؤصَّلة، واجتهد لفرضها وسد الشقة بها بين طرفي الأصالة بغير معاصرة، والمعاصرة بغير أصالة، وقد دُمغ هذا التيار بتهمة التوفيقية التلفيقية، ولكنَّ ردَّه المؤثر لم يأتِ من السجالات النظرية وإلا لوقع فيما يحذر منه، وإنما برز في المنتج الفكري العملي والأثر الواقعي في مجالات: الدعوة والثقافة، وممارسات الأنشطة الاجتماعية والاقتصادية والسياسية القُطرية والعابرة للحدود القُطرية.
لعل أظهر ما تضمَّنه خطاب المعاصرة هو الحديث التغريبي عن التراث الذي جُعل بغير حق مقابلا للمعاصرة، وجرت الأقلام بالمناظرة بين معاصرة وتراث. وفيما يؤكد الغرب نفسه على أهمية التراث في تعزيز حركة عصره الراهن، فإنَّ من المتأثرين بالغرب في العالم الإسلامي من يهتفون بضرورة القطيعة المعرفية والسلوكية التامّة مع تراثنا، وهم أنفسهم من يرددون إشادات المستشرقين بأجزاء منه لا لشيء إلا لأنها جاءت من المستشرقين!! وللأسف الشديد فإن بعضا من بني هذا التراث دعوا للانكفاء عليه والاكتفاء به؛ ما أعطى التغريبيين ذريعة للادعاء بأن التراثية ضد العصرية.
هكذا كانت تلك الرؤى التي تتعلق بأحد المفاهيم التي شغلت مساحات من السجال السياسي والأيديولوجي ألا وهو "المعاصرة"؛ والتي اعتمدنا في البيان والفحص والنقد له على متن مهم للمستشار طارق البشري (الحكيم البشري) في كتابه القيم "ماهية المعاصرة"، في سلسلته العميقة ذات النظر الحضاري البصير "المسألة الإسلامية المعاصرة"، متن قيّم استحق قراءة متعمقة من الباحث المقتدر الدكتور مدحت ماهر، والذي أعقبه ببحث ضافٍ حول مفهوم المعاصرة فكفّى ووفّى متتبعا مآلاته الحضارية والنهضوية، فكان الوعي به وارتباطه بمشاتل التغيير أمرا واجبا مقررا في مسيرة حضارية شاملة ونهوض راشد وفعّال.
x.com/Saif_abdelfatah
شاهد | الرئيس الإماراتي يستقبل ترامب في قصر الوطن بأبوظبي