سولارابيك، الصين- 7 سبتمبر 2025: كشف فريق من الباحثين في جامعة نانجينغ الصينية عن ابتكار ثوري قد يغير مفهوم المباني المستدامة، يتمثل في طلاء شفاف وعديم اللون يحوّل أي نافذة زجاجية عادية إلى مولد للطاقة الشمسية. ويستخدم هذا الطلاء، الذي يُعد مُرَكِّزًا شمسيًا فريدًا من نوعه، تقنية متقدمة لحصاد ضوء الشمس وتوجيهه بكفاءة لتوليد الكهرباء، مع الحفاظ الكامل على شفافية الزجاج ومظهره الطبيعي، بحيث لا يمكن تمييزه بصريًا عن الزجاج التقليدي.
تقنية بلورية مبتكرة لحصاد الضوء
تعتمد آلية عمل هذا الطلاء المبتكر على طبقات متعددة من “البلورات السائلة الكولستيرية” (CLC) ذات التراكيب الدورية التي تقاس بأبعاد دون الميكرون. ويعمل هذا النظام، الذي يُصنف كمُرَكِّز شمسي من النوع الحيودي (CUSC)، على توجيه ضوء الشمس بشكل انتقائي نحو حواف النافذة، حيث يتم تثبيت خلايا كهروضوئية (PV) صغيرة لجمع الطاقة. وشرح الباحث ديوي تشانغ، المؤلف الأول للدراسة، أن هندسة هذه الأغشية البلورية تتسبب في حيود انتقائي للضوء المستقطب دائريًا وتوجهه بزوايا حادة إلى داخل الزجاج الذي يعمل كدليل موجي. وتتفوق هذه التقنية على المُرَكِّزات التقليدية التي تعاني من تشوه بصري وكفاءة منخفضة، إذ يحقق الطلاء الجديد متوسط نفاذية عالية للضوء المرئي يبلغ 64.2% ومؤشر تجسيد لوني ممتاز يصل إلى 91.3%، مما يسمح بجمع ما يصل إلى 38.1% من طاقة الضوء الأخضر الساقط عند الحافة.
من النموذج الأولي إلى المباني المستدامة
تُظهر النتائج إمكانات هائلة لهذه التقنية على المستوى العملي والتجاري. فقد أثبت نموذج أولي بقطر بوصة واحدة قدرته على تشغيل مروحة باستطاعة 10 مللي واط مباشرة تحت أشعة الشمس. وتكشف عمليات المحاكاة أن نافذة قياسية بعرض مترين مغطاة بهذا الطلاء يمكنها تركيز ضوء الشمس بما يصل إلى 50 ضعف شدته العادية. ويؤدي هذا الأداء الفائق إلى تقليل مساحة الخلايا الكهروضوئية المطلوبة بنسبة 75%، مما يخفض تكاليف المواد بشكل كبير ويفتح آفاقًا جديدة لتصميمات المباني الموفرة للطاقة. وأكد البروفيسور وي هو، المؤلف المراسل للدراسة، أن النظام يُظهر استقرارًا طويل الأمد ويمكن تصنيعه على نطاق واسع باستخدام تقنية “اللف من بكرة إلى بكرة” (roll-to-roll)، كما يتوافق مع الخلايا عالية الأداء مثل زرنيخيد الغاليوم (GaAs)، مما يجعله استراتيجية عملية لتحقيق الاكتفاء الذاتي من الطاقة وخفض الانبعاثات الكربونية في البيئة الحضرية. ويعتزم الفريق حاليًا تحسين كفاءة التقنية واستكشاف تطبيقاتها في مجالات أخرى كالبيوت الزراعية وشاشات العرض الشفافة.
تابعونا على لينكيد إن Linked-in لمعرفة كل جديد في مجال الطاقة المتجددة والسيارات الكهربائية…
نتمنى لكم يوماً مشمساً!
المصدر: interesting engineering
image Center for Liquid Crystal and Photonics/ Nanjing University
