Search
  • Maher El-Kady

AR electronics: المكثفات الشمسية تنتج الكهرباء منخفضة التكلفة وغاز الهيدروجين - مستداما - 2019

::Source: ar electronics::

بقلم غاري إلينوف ، الكاتب المساهم

الطاقة الشمسية وطاقة الرياح متوفرة على نطاق واسع في جميع أنحاء العالم دون تكلفة ، ولكن المشكلة الكبرى هي صعوبة تخزينها. الأجهزة الميكانيكية مثل الحذافات غير فعالة. من الصعب إنتاج بطاريات الليثيوم أيون والكبيرة ، وكما هو واضح في كثير من الأحيان في الأخبار ، فهي غير مستقرة ، وعرضة لإطلاق النار والانفجار. ولا تستطيع المكثفات الفائقة ، النجمة الجديدة على الساحة ، تخزين ما يكفي من الطاقة لحجمها ووزنها.

ادخل الهيدروجين

إحدى الطرق الممكنة لتخزين الطاقة الكهربائية هي تحويله إلى غاز هيدروجين ، والذي يمكن استخدامه فيما بعد كوقود لخلية الوقود. إن الشيء العظيم في خلايا الوقود التي تعمل بالهيدروجين هو أن "العادم" الوحيد هو الماء ، مما يجعلها مصدر طاقة يكاد يكون مثاليًا بيئيًا للإلكترونيات أو ربما حتى للسيارات الكهربائية.

طور علماء في جامعة كاليفورنيا لوس أنجلوس جهازًا تكون نهايته الأمامية عبارة عن خلية شمسية يمكنها التقاط الطاقة من أشعة الشمس وتخزينها مباشرة في supercapacitor كالكهرباء أو تحويلها إلى عنصر الهيدروجين - وهو نوع من التكنولوجيا اثنين مقابل واحد . كما هو موضح في الجانب الأيسر من الرسم التوضيحي أدناه ، يمكن استخدام الخرج الكهربائي للخلية الشمسية لشحن supercapacitor الداخلي. على الجانب الأيمن ، يتم استخدام الطاقة التي يتم الحصول عليها من الشمس بواسطة الخلية الشمسية لتقسيم المياه إلى مكوناتها ، مما يؤدي إلى توليد غاز الهيدروجين.

يمكن أن يعمل الجهاز كمكبر فائق أو كمولد لغاز H 2 . مصدر الصورة: مواد تخزين الطاقة.

غالباً ما يساء فهم الهيدروجين كوقود صديق للبيئة. إذا كانت السيارة الكهربائية تعمل بالطاقة عن طريق الهيدروجين ، فمن الصحيح أن "العادم" لا يتكون إلا من مياه غير ضارة. ولكن كما أشار إلى ذلك ما بعد الدكتوراة في جامعة كاليفورنيا في لوس أنجلوس ، ماهر القاضي ، الذي عمل في مشروع UCLA ، فإن معظم الهيدروجين المستخدم في جميع أنحاء العالم يتم إنتاجه باستخدام الغاز الطبيعي في عملية تطلق كمية كبيرة من ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي. ولكن عندما يتم إنتاج الهيدروجين من الكهرباء التي يتم توفيرها عبر الخلايا الشمسية ، كما هو الحال هنا ، لا يوجد تلوث ناتج في إنتاج الهيدروجين ، تمامًا كما لا يوجد تلوث ناتج عن استخدامه كوقود.

كما أشار البروفيسور ريتشارد كانير ، قائد المشروع في جامعة كاليفورنيا ، الجمع بين خلية شمسية ، supercapacitor ، وموزع المياه توليد الهيدروجين في حزمة واحدة هو أقرب إلى "أول مرة تم الجمع بين الهاتف ومتصفح الويب ، وكاميرا على وبحسب كانر ، يحتاج الناس إلى وقود لتشغيل مركباتهم وكهرباءهم لتشغيل أجهزتهم ، وباختراع جديد ، يمكنك جعل الكهرباء والوقود مع جهاز واحد.

كما هو موضح أدناه ، يعتبر الجهاز الذي تم إنتاجه في جامعة كاليفورنيا لوس أنجلوس صغيراً للغاية ، ولكن نظرًا لأنه غير مكلف جدًا لإنتاجه ، فإنه يمكن زيادته بسهولة حسب الحاجة.

مصدر الصورة: جامعة كاليفورنيا.

"إذا كنت تستطيع تحويل الكهرباء إلى الهيدروجين ، يمكنك تخزينها إلى أجل غير مسمى" ، قال البروفسور Kaner. بغض النظر عن مدة تخزين الهيدروجين ، يبقى الهيدروجين كما هو الزيت دائمًا. هذا على عكس الطاقة المخزنة في البطارية ، والتي تبدأ بالتبدد على الفور.

جعلت ممكن من خلال تكنولوجيا النانو

تتشكل الأقطاب الكهربائية في هذا الجهاز الجديد على مقياس النانو ، وهي صغيرة كسمك ذرة واحدة. هذا يجعل من الممكن لحزم كمية كبيرة من منطقة القطب في مساحة صغيرة الحجم. ولهذا السبب ، يمكن تخزين كمية كبيرة نسبيا من الكهرباء في القسم الفرعي supercapacitor ويمكن توليد كمية عالية من غاز الهيدروجين في وحدة تقسيم المياه. المكونات الأساسية الرئيسية للجهاز هي النيكل والحديد والكوبالت ، وهي رخيصة وسهلة التعامل معها ، على عكس الليثيوم المزعج.

0 views0 comments

Recent Posts

See All