سولارابيك، الولايات المتحدة الأمريكية- 1 أبريل 2025: اقترب علماء أمريكيون من تحقيق حلم الطيران الخالي من الكربون، بتطويرهم نظاماً مبتكراً يعمل بالطاقة الشمسية لإنتاج وقود الطائرات مباشرة. نجح باحثون في معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا (كالتك) في بناء مفاعل ضوئي حراري تحفيزي صغير الحجم، يعتمد كلياً على ضوء الشمس دون الحاجة لكهرباء أو وقود أحفوري، مما يفتح الباب أمام مستقبل الطيران المستدام.
مفاعل شمسي مبتكر لتعظيم كفاءة التحويل
يعتمد النظام على مفاعل فريد يلتقط الحرارة الشمسية ويوظفها مباشرة لتحفيز التفاعلات الكيميائية اللازمة لإنتاج الوقود. يتميز المفاعل بتصميم دقيق لممتص شمسي متعدد الطبقات، يتألف من السيليكون والجرمانيوم والذهب المترسبةعلى قاعدة فضية، بهدف الاحتفاظ بأكبر قدر من الحرارة الشمسية وتقليل الفقد الحراري. يعلو هذا الهيكل نافذة من الكوارتز للسماح بنفاذ ضوء الشمس، وطبقة فراغية للمساهمة في عزل النظام حرارياً. أوضحت أيسولو أيتبيكوفا، المؤلفة المشاركة في الدراسة أن هذه التقنية لا تنافس تقنيات الطاقة الشمسية المركزة التي تصل لدرجات حرارة فائقة، بل تسعى لتكون مكملة لها ويمكن استخدامها في مناطق قد لا تكون فيها الطاقة المركزة مجدية. يصل المفاعل إلى درجة حرارة 249 درجة مئوية تحت أشعة الشمس المباشرة ويحافظ على نحو 130 درجة مئوية أثناء التشغيل العادي.
إنتاج وقود طائرات نظيف بعملية كيميائية مباشرة
تتيح درجات الحرارة التي يحققها المفاعل إجراء عملية بلمرة الإيثيلين قليلة الوحدات (oligomerization)، وهي عملية كيميائية تحول جزيئات الإيثيلين البسيطة (مركب ثنائي الكربون) إلى سلاسل هيدروكربونية أطول، وهي المكونات الأساسية لوقود الطائرات. وقد أثبت فريق كالتك قدرة مفاعلهم الشمسي على إنتاج الألكانات التي تحتوي على ما بين سبعة وستة وعشرين ذرة كربون، وهو النطاق الكيميائي الدقيق الموجود في وقود الطائرات التقليدي. يتحقق هذا الإنجاز دون الاعتماد على حرق الوقود الأحفوري أو استخدام أي مصدر كهرباء خارجي. أكد هاري أتووتر، مدير مختبر ليسا وأستاذ هاورد هيوز للفيزياء التطبيقية وعلوم المواد في كالتك، أن الجهاز يثبت إمكانية استخدام الحرارة المتولدة من الطاقة الشمسية الوفيرة لتوجيه العمليات التحفيزية بشكل مباشر، والتي كانت تتطلب تقليدياً كهرباء أو وقوداً أحفورياً.
تابعونا على لينكيد إن Linked-in لمعرفة كل جديد في مجال الطاقة المتجددة والسيارات الكهربائية…
نتمنى لكم يوماً مشمساً!
المصدر: interesting engineering
image credit: canva
