سولارابيك – بكين، الصين – 18 ديسمبر 2025: كشف علماء من الأكاديمية الصينية للعلوم “CAS” عن تطوير مضخة حرارية مبتكرة خالية من أي أجزاء متحركة، ممهدة الطريق لاستخدام أشعة الشمس أو الحرارة الصناعية المهدرة في تشغيل أكثر القطاعات استهلاكاً للطاقة في العالم.
نجح الفريق البحثي في استخدام مضخة حرارية تعمل بتقنية “ثيرمواكوستيك ستيرلينج “Thermoacoustic Stirling” لتحويل الحرارة منخفضة الجودة إلى درجات حرارة مرتفعة جداً تعجز المضخات التقليدية عن الوصول إليها. وتعتمد هذه التقنية على التفاعل بين الموجات الصوتية والحرارة لنقل الطاقة الحرارية، بدلاً من أنظمة ضغط البخار الميكانيكية المعتادة.
حقق النموذج الأولي نتائج مذهلة خلال الاختبارات المخبرية من خلال خرج حرارة بلغت 270 درجة مئوية باستخدام مصدر حراري لا تتجاوز حرارته 145 درجة مئوية، بالإضافة إلى كسر الحاجز العملي القائم منذ عقود والذي كان يقيد تكنولوجيا المضخات الحرارية الصناعية عند حدود 200 درجة مئوية.
يعمل النظام عن طريق تحويل الحرارة إلى موجات صوتية مكثفة تقوم بضخ الطاقة من مصدر منخفض الحرارة إلى مستودع عالي الحرارة. وتعد هذه التقنية مثالية لرفع جودة الطاقة الحرارية المهدرة من العوادم الصناعية أو المفاعلات النووية أو المجمعات الشمسية، لتصبح صالحة للاستخدام في صناعات السيراميك، والبتروكيماويات، والمعادن.
تأتي أهمية هذا الابتكار بالنظر إلى الحقائق التالية:
- يمثل التسخين الصناعي نحو 40% من إجمالي استهلاك الطاقة الحرارية في الصين.
- تفقد الصين وحدها ما بين 10% و27% من إجمالي طاقتها كحرارة مهدرة؛ لذا فإن استرداد جزء بسيط منها سيعزز الكفاءة الصناعية بشكل كبير.
- الصناعات التقليدية مثل الورق والمنسوجات تتطلب حرارة بين 100-200 درجة مئوية، بينما تحتاج الصناعات الثقيلة إلى حرارة تتجاوز الـ1,000 درجة مئوية.
أعرب الدكتور “لو إيرتشانغ” عن ثقته في أن التقدم في تصميم المواد والنظم سيمكن هذه المضخات من توفير حرارة خالية من الكربون تصل إلى 1,300 درجة مئوية بحلول عام 2040. وأوضح أن تطوير هذه المضخات يعد مساراً رئيسياً لتحقيق أهداف الصين في الوصول إلى الحياد الكربوني، إذ يمكن للحرارة الشمسية أو النووية مستقبلاً دعم عمليات تكرير المعادن والإنتاج الكيميائي، مما ينهي الاعتماد التاريخي على الوقود الأحفوري في هذه القطاعات الصعبة.
تابعونا على لينكيد إن Linked–in لمعرفة كل جديد في مجال الطاقة المتجددة والسيارات الكهربائية…
نتمنى لكم يوماً مشمساً!
المصدر: interesting engineering
Image Source: Canva Library
