ثورة النانوتكنولوجي والطاقة المتجددة: تحول جذري نحو مصادر الطاقة النظيفة
تاريخ النشر: 10th, March 2024 GMT
في عالم يعيش تحولات هائلة في مجال الطاقة والتكنولوجيا، يبرز تحالف قوي بين النانوتكنولوجيا ومجال الطاقة المتجددة كأساس لثورة جديدة في مصادر الطاقة النظيفة. أظهرت الإنجازات الحديثة في مجال البحث والتطوير أن استخدام التكنولوجيا على مستوى النانو يمكن أن يسهم بشكل كبير في تحسين كفاءة واستدامة أنظمة الطاقة المتجددة.
مقالنا يستعرض التطورات الأخيرة في هذا المجال، حيث استعرضنا كيف يُمكن استغلال النانومواد والتقنيات ذات الأبعاد الصغيرة في تعزيز أداء الأنظمة الطاقية المتجددة. تركّز تلك الجهود على تحسين كفاءة الخلايا الشمسية، وتطوير تقنيات تخزين الطاقة، واستخدام المواد النانوية في تحسين أداء الوحدات الشمسية.
في إطار جهود مستمرة للبحث عن حلول بيئية مستدامة، اكتسبت تقنيات الفصل الكيميائي الكهربائي باستخدام النانومواد أهمية كبيرة في معالجة المياه بالطاقة الشمسية، وقد أظهرت النتائج نجاحًا واعدًا في فصل الملوثات وتحسين جودة المياه.
تعكس هذه المقدمة جانبًا من الثورة الطاقية الحديثة، حيث يبدو أن النانوتكنولوجيا تمثل الركيزة الأساسية في تطوير مصادر الطاقة النظيفة وفتح أفق جديد للابتكار والاستدامة. في الفقرات التالية، سنستعرض بتفصيل مجموعة من التقنيات والابتكارات التي تحمل إمكانيات كبيرة لتحسين الكفاءة الطاقية وتسريع وصولنا نحو مستقبل طاقوي أكثر استدامة.
نجح فريق من الباحثين الأميركيين في تحقيق إنجاز ملموس في مجال تنقية المياه باستخدام الطاقة الشمسية، من خلال تطوير تقنية تعرف بـ "الفصل الكهربائي الكيميائي". هذه التقنية تلعب دورًا حيويًا في معالجة وتنقية المياه من الشوائب، مما يسهم في تعزيز الأمان المائي للدول.
تقع هذه الجهود ضمن سياق استثمارات ضخمة في مجال الطاقة النظيفة، حيث تشير تقديرات وكالة الطاقة الدولية إلى أنه من المتوقع أن تصل تمويلات صناعة الطاقة النظيفة إلى تريليونات الدولارات خلال العام الماضي (2023).
الفصل الكيميائي الكهربائيتعتمد استراتيجية "الفصل الكيميائي الكهربائي" على استخدام الكيمياء الكهربائية لفصل الجسيمات المختلفة في المحلول، وهي تعتبر إستراتيجية ذات كفاءة بيئية عالية في تنقية المياه باستخدام الطاقة الشمسية.
أظهر علماء الكيمياء في جامعة إلينوي في إربانا-تشامبين أنه يمكن تشغيل عمليات معالجة المياه جزئيًا أو حتى حصريًا عبر مصادر الطاقة المتجددة، ما يشكل تقدمًا هامًا في مجال الاستدامة.
وتستخدم هذه التقنية مادة شبه موصلة لدمج الطاقة الشمسية في عملية الفصل الكيميائي الكهربائي، حيث تعمل على تنقية المياه من خلال تفاعلات الأكسدة والاختزال "ريدوكس"، التي تعالج الشحنات الكهربائية لفصلها عن المحلول، وبذلك يتم فصل الزرنيخ المخفف وإزالته من مياه الصرف.
تعد هذه الابتكارات نموذجًا تصوريًا للجدوى العملية لتكنولوجيا النانو في تحسين أداء أنظمة معالجة المياه وحماية البيئة. يشير الأستاذ المساعد شياو سو من معهد بيكمان للعلوم المتقدمة والتكنولوجيا إلى أن دمج الطاقة الشمسية يساهم في تطوير استدامة عمليات الفصل الكيميائي الكهربائي ويفيد قطاع المياه بشكل خاص.
وفي سياق متصل، تشهد صناعة الطاقة النظيفة زخمًا متسارعًا، حيث تتجه استثماراتها نحو مستويات تقارب التريليونات من الدولارات خلال العام الحالي (2023). تعتبر هذه الاستثمارات الكبيرة في مصادر الطاقة المتجددة بمثابة إشارة واضحة نحو تبني التكنولوجيا النظيفة والابتعاد عن الاعتماد على وقود الأحفوري.
المصدر: بوابة الفجر
كلمات دلالية: مصادر الطاقة النظيفة الماء الطاقة المتجددة الطاقة النظیفة الطاقة الشمسیة مصادر الطاقة فی مجال
إقرأ أيضاً:
إدراج معهد بحوث الإلكترونيات ضمن لائحة «الألكسو» لمراكز التميز العربية بالطاقة 2025- 2026
أعلن معهد بحوث الإلكترونيات، إدراجه رسميًا ضمن لائحة المنظمة العربية للتربية والثقافة والعلوم - الألكسو لمراكز البحث العلمي العربية المتخصصة في مجال الطاقة المتجددة للدورة 2025- 2026، وقد ثمّن الدكتور أيمن عاشور وزير التعليم العالي والبحث العلمي هذا الإنجاز الذي يؤكد ريادة مصر الإقليمية في البحث العلمي والتكنولوجيا التطبيقية، مشيرًا إلى أهمية الدور الذي تقوم به المراكز والمعاهد البحثية المصرية في دعم منظومة الابتكار وتعزيز مكانة مصر على الساحتين العربية والدولية، ومؤكدًا أن المشاركة الفاعلة لتلك المراكز في المبادرات والبرامج الإقليمية تسهم في الارتقاء بالبحث العلمي التطبيقي وتحقيق أهداف التنمية المستدامة.
وأكد الوزير أن هذا الإنجاز يعكس نجاح الاستراتيجية الوطنية لدعم البحث العلمي وربطه بقضايا التنمية المستدامة، وعلى رأسها التحول إلى الطاقة النظيفة والمتجددة.
وأوضحت الدكتورة شيرين محرم رئيس معهد بحوث الإلكترونيات أن الإدراج جاء خلال الاحتفالية التي استضافتها جامعة حمد بن خليفة بدولة قطر يومي 11 و12 ديسمبر 2025، والتي تعد أول مبادرة من نوعها عربيًا لدعم التميز العلمي والابتكار في مجالات الطاقة المتجددة. وتم تسليم شهادة الإدراج للمعهد من الدكتور محمد ولد أعمر المدير العام للمنظمة، بحضور الدكتور محمد سند أبو درويش مدير إدارة العلوم والبحث العلمي بالألكسو.
ولفتت إلى أن اختيار المعهد جاء بعد منافسة عربية واسعة ضمّت 35 مركزًا بحثيًا من 13 دولة عربية، بينها 6 مراكز ممثلة لجمهورية مصر العربية، ليكون معهد بحوث الإلكترونيات المركز المصري الوحيد المختار ضمن هذه القائمة المرموقة، وهو ما يؤكد تفوق المعهد في مجالات الطاقة المتجددة والابتكار التكنولوجي.
ومن جانبه، أكد الدكتور أيمن فريد، مساعد الوزير رئيس قطاع الشؤون الثقافية والبعثات والمشرف على اللجنة الوطنية المصرية للتربية والعلوم والثقافة، أن اختيار معهد بحوث الإلكترونيات يمثل ثمرة للتكامل المؤسسي بين الوزارة واللجنة الوطنية والمنظمات الإقليمية، ويعكس ثقة منظمة الألكسو في القدرات البحثية المصرية، مشيرًا إلى أن هذا الإدراج يفتح آفاقًا أوسع للتعاون العربي المشترك في مجالات الابتكار والتكنولوجيا المتقدمة.
كما أوضح الدكتور رامي مجدي، مساعد الأمين العام لشؤون منظمتي الألكسو والإيسيسكو باللجنة الوطنية المصرية للتربية والعلوم والثقافة، أن هذا الإنجاز يعكس الحضور الفاعل لمصر داخل منظومة العمل العربي المشترك، ويؤكد نجاح الجهود التنسيقية التي تبذلها اللجنة الوطنية لتعظيم الاستفادة من آليات المنظمات الإقليمية، ودعم ترشيح المؤسسات البحثية المصرية المتميزة بما يعزز القوة العلمية والبحثية للدولة المصرية.
ويذكر أن منظمة الألكسو تعتمد في اختيارها على عدة معايير تضم امتلاك بنية بحثية ومعملية متقدمة، وسجلًا علميًا منشورًا في مجالات الطاقة المتجددة، وخبرة مثبتة في تنفيذ مشروعات تطبيقية تخدم احتياجات المجتمع العربي، إلى جانب القدرة على بناء الشراكات والمشاركة في المبادرات الإقليمية. وقد أثبت المعهد استيفاءه لهذه المعايير من خلال ما يمتلكه من أقسام بحثية متقدمة تضم قسم الخلايا الضوئية وقسم الطاقة العالية، ومعامل متخصصة في مجالات تخزين الطاقة ومحطات شمسية بحثية ومعامل الإلكترونيات الصناعية والتحكم. كما يضم المعهد معامل متقدمة لتصميم وتصنيع المكثفات وبطاريات الليثيوم، بالإضافة إلى بنية قوية في مجال الذكاء الاصطناعي لدعم أبحاث الطاقة وإدارة الشبكات الذكية. ويُعد معهد بحوث الإلكترونيات نموذجًا للمنشآت البحثية الخضراء في مصر، إذ نجح في تحويل مبانيه إلى منشآت ذكية مستدامة تعتمد على الطاقة النظيفة وتُسهم في خفض الانبعاثات الكربونية، بما يواكب الاتجاهات العالمية في الاستدامة والتحول للطاقة النظيفة.
ويعد إدراج المعهد خطوة مهمة نحو تعزيز دوره الإقليمي والدولي في تحقيق رؤية مصر 2030 للتحول نحو الطاقة النظيفة وتعزيز الابتكار التكنولوجي، ويعزز مشاركته في المبادرات العربية القادمة بما يدعم الابتكار ويؤكد مكانة مصر العلمية إقليميًا، وفتح آفاق تطوير شراكات بحثية مع المؤسسات العربية في مجالات الطاقة المتجددة والذكاء الاصطناعي والتحول الرقمي.
كما تجدر الإشارة إلى أن ثلاثة معامل مركزية بمعهد بحوث الإلكترونيات حاصلة على شهادة الاعتماد ISO/IEC 17025:2017 من المجلس الوطني للاعتماد (إيجاك)، وتمثل البنية البحثية القوية للمعهد سجلًا علميًا متميزًا في مجالات الطاقة المتجددة وتطبيقاتها الصناعية والزراعية، مدعومة بخبرة طويلة ومشاركة فاعلة في المبادرات الوطنية والعربية للتحول الأخضر والابتكار التكنولوجي، بالإضافة إلى امتلاكه مركز بيانات متطور يمثل منصة وطنية لخدمة الاستضافات الرقمية.
وعلى صعيد آخر شهدت الفعالية جلسات علمية موسعة بمشاركة رؤساء ومديري المراكز العربية المدرجة، حيث تمت مناقشة آفاق التعاون العربي في مجالات الطاقة المتجددة، وتنفيذ مشروعات بحثية مشتركة، وتبادل الخبرات، وتعزيز القدرات البحثية. كما شهد اليوم الثاني اجتماعًا تنسيقيًا موسعًا بين الألكسو والمراكز المدرجة لوضع خارطة طريق لمبادرات عام 2026، بهدف توحيد الجهود العربية في مجالات الطاقة النظيفة وتعزيز التعاون المشترك ودعم الدور المحوري للبحث العلمي في تحقيق التنمية المستدامة.
شارك في الوفد المصري دكتوره دعاء عطية رئيس معمل نظم الخلايا الضؤئية وتطبيقاتها بمعهد بحوث الإلكترونيات، د سحر ناصف رئيس معمل تكنولوجيا الخلايا الضوئية و تخزين الطاقة بمعهد بحوث الإلكترونيات.
الظهور الأول لـ هدير عبد الرازق وطليقها أوتاكا أمام المحكمة