تمكنت جامعة الملك عبدالله للعلوم والتقنية “كاوست” من إنجاز ابتكار علمي جديد للتبريد يعمل بالجاذبية بدلا من الكهرباء.
ويُستخدم الجهاز الجديد في تبريد الخلايا الشمسية وتقنيات أشباه الموصلات الأخرى بدون كهرباء، عن طريق استخلاص الماء من الهواء بالجاذبية.
ويعتمد الابتكار الجديد على مواد رخيصة ومتاحة بسهولة، كما يمكن إعادة استخدام المياه الناتجة في الري والغسيل وتبريد المباني التي توضع عليها الخلايا الشمسية وغيرها من التطبيقات.
تفاصيل الابتكار
طوّر هذا الابتكار الجديد فريق بحثي دولي بقيادة البروفيسور تشياو تشيانغ غان من جامعة “كاوست”.
وبنى الفريق استنتاجاته على توافر أشعة الشمس بكثرة في المملكة، والاستثمار الكبير في تقنيات الخلايا الشمسية الذي ساهم فيها موقع المملكة الفريد ما سمح لها لتكون مصدرًا رائدًا للطاقة المتجددة.
وتمثل الطاقة الشمسية في المملكة أكثر من 80% من إجمالي الطاقة الخضراء في البلاد؛ وهناك مفارقة مثيرة تتعلق بهذه الخلايا؛ فتشغيلها يرفع من درجة حرارتها؛ لذا تعد أنظمة التبريد ضرورية، لكن العديد منها يعتمد على الكهرباء.
أهمية النظام الجديد
النظام ضروري لتبريد الخلايا الشمسية داخل المملكة التي ترتفع حرارتها عند التشغيل.
كما أنه مهم في الأماكن النائية التي تفتقر للكهرباء اللازمة، ما يعيق استخدام الخلايا الشمسية.
من ناحية أخرى يحتوي الابتكار الجديد على طلاء مزلّق يتكون من مزيج من البوليمر التجاري وزيت السيليكون؛ والذي يساعد على تحسين جمع المياه باستخدام الجاذبية فقط؛ ويمنع التصاق الماء بسطح جهاز التجميع.
فيما يُعد هذا المشروع الذي نشرت دراسته البحثية في المجلة العلمية “Advance Materials”؛ أحد المشاريع النشطة في مركز التميّز للطاقة المتجددة والتقنيات المستدامة الجديد في “كاوست”.
وقد قدر العلماء خلال مسيرة المشروع البحثية أن كمية المياه في الغلاف الجوي تعادل ستة أضعاف المياه الموجودة في الأنهار جميعها؛ وأنه يمكن جمع هذه المياه باستخدام تقنيات جمع المياه من الغلاف الجوي.
ويقول البروفيسور تشياو تشيانغ غان؛ إن النظام يعمل بالكامل على أساس التبريد الإشعاعي السلبي؛ مما يعني أنه لا يستهلك أي كهرباء فيعتمد هذا الحل على تقنية سابقة صممها غان؛ التي كانت تهدف في الأصل إلى عكس الطاقة الحرارية نحو السماء للحفاظ على برودة الخلايا الشمسية وليس لجمع المياه.
ووفق ما نشرته واس، اليوم الأحد، فإن الجهاز تم اختباره 6 مرات على مدار العام في ظروف طبيعية بمدينة ثول؛ التي تقع على بعد حوالي 100 كم شمال جدة.
وأظهر الجهاز قدرته على مضاعفة معدل تجميع المياه بشكل واضح مقارنة بالتقنيات البديلة المستخدمة لجمع المياه من الغلاف الجوي، بالإضافة إلى كفاءته في تجميع المياه.
ومن المتوقع أن تحقق هذه التقنية الفوائد الاقتصادية المحتملة لاعتمادها؛ فالنظام لا يحتاج إلى استهلاك الكهرباء، مما يسهم في توفير الطاقة، كما أنه لا يعتمد على أي أجزاء ميكانيكية مثل الضواغط أو المراوح؛ مما يقلل من تكاليف الصيانة مقارنة بالأنظمة التقليدية، ومن ثم يحقق مزيدًا من التوفير.
المصدر: واس