السيراميك الكهروضوئي: ثورة في إنتاج الكهرباء من أسطح المنازل

سولارابيك- زيورخ، سويسرا- 20 مايو 2024: في عصر يشهد تزايد الحاجة إلى حلول طاقة نظيفة ومستدامة، يتجه العالم نحو الابتكار والتطوير في تقنيات الطاقة المتجددة. واحدة من هذه الابتكارات المثيرة تأتي من جامعة ETH زيورخ، حيث تمكن فريق من العلماء من تطوير سيراميك كهروضوئي يمتلك كفاءة تفوق الألواح الشمسية التقليدية بألف مرة على حسب تعبير الباحثين والذي يصعب علينا نفيه أو تأكيده في الوقت الحالي. هذا الاختراع الجديد يعد بتغيير جذري في كيفية إنتاج الكهرباء من أسطح المنازل، مما يفتح آفاقًا جديدة للاستهلاك الذاتي للطاقة ويساهم في تقليل الاعتماد على الوقود الأحفوري وتحقيق الهدف المنشود “صافي الصفر”.

السيراميك الجديد يتفوق على السيليكون في الألواح الشمسيةلطالما اعتمدت تكنولوجيا الطاقة الشمسية على خلايا السيليكون الكهروضوئية منذ أربعة عقود. رغم أن هذه الألواح فعالة كمصدر للطاقة المتجددة، إلا أن هناك عوائق تحد من استخدامها على نطاق واسع. تركيب الألواح الشمسية التقليدية قد يكون مكلفًا ويتطلب بنية تحتية معقدة، بالإضافة إلى أن تصنيع خلايا السيليكون يستلزم كميات كبيرة من الطاقة ودرجات حرارة عالية.

تطور جديد: السيراميك الكهروضوئي من جامعة ETH زيورخلمواجهة هذه التحديات، قام فريق من المهندسين في جامعة ETH زيورخ بتطوير مادة سيراميكية كهروضوئية جديدة. هذا السيراميك قادر على تحويل أشعة الشمس إلى طاقة كهربائية بكفاءة تصل إلى 1000 مرة أكثر من الألواح الشمسية التقليديةوفقاً لتعبيرهم. يعتمد السيراميك الجديد على بنية بيروفسكيت، التي تجمع بين إطار معدني عضوي ونظام هيكلي ثنائي الأبعاد.

كيفية عمل السيراميك الكهروضوئيتتضمن التقنية الجديدة استخدام جزيئات ماء تنقسم إلى أكسجين وهيدروجين عند تعرضها للضوء داخل السيراميك. يمكن تخزين جزيئات الهيدروجين في حاويات عند درجة حرارة الغرفة، لاستخدامها لاحقًا في توليد وتوزيع الطاقة. هذه العملية تجعل السيراميك قادرًا ليس فقط على توليد الكهرباء، بل أيضًا على تخزين الطاقة الكيميائية، مما يجعله بديلًا واعدًا للوقود الأحفوري.

مكونات السيراميكيتكون السيراميك الكهروضوئي من مادتين رئيسيتين: مادة لامتصاص الضوء وأخرى لتوصيل التيار الكهربائي. تتضمن المادة الماصة للضوء أكسيد الألمنيوم وجسيمات نانوية من البيروفسكيت، التي تُعرف بقدرتها العالية على امتصاص الضوء وتحويله إلى طاقة. تقوم جسيمات البيروفسكيت بامتصاص أشعة الشمس ونقل الإلكترونات المثارة إلى بلورات أكسيد الألمنيوم، التي بدورها تنقل هذه الإلكترونات إلى سطح السيراميك لتوليد تيار كهربائي.التوجه نحو الاستهلاك الذاتي للطاقةيمثل هذا السيراميك الكهروضوئي خطوة مهمة نحو تحقيق الاستهلاك الذاتي للطاقة، مما يمكن الأفراد من توليد الكهرباء في منازلهم وتقليل الاعتماد على الشبكات الكهربائية التقليدية. الابتكارات مثل أسطح تسلا وتوربينات الرياح الصغيرة تمهد الطريق نحو مستقبل يعتمد بشكل أكبر على الطاقات المتجددة، ويساهم في الوصول إلى هدف “صافي الصفر” في استهلاك الطاقة.

تابعونا على لينكيد إن Linked-in  لمعرفة كل جديد في مجال الطاقة المتجددة والسيارات الكهربائية..

نتمنى لكم يوماً مشمساً..

المصدر: econews