على مدى الأشهر الـ12 الماضية، برزت أهم 10 تقنيات طاقة متجددة خلال عام 2024، تنوعت بين ابتكارات حديثة وتقنيات متطورة واختراعات يستعد العالم للاستفادة منها خلال السنوات المقبلة.

وتفيد التقنيات، التي تقدّمها منصة الطاقة المتخصصة (مقرّها واشنطن) في هذا التقرير، في تحسين وتعزيز الاستفادة القصوى من مصادر الطاقة المتجددة عالميًا، وتحقيق الاستغلال الأمثل للموارد الطبيعية، وإنتاج عناصر طاقة يستفيد منها العالم.

وتضمنت أهم 10 تقنيات طاقة متجددة في العالم خلال العام الماضي 2024 عددًا من الابتكارات التي تنوعت بين تقنيات إنتاج الكهرباء أو تخزينها، بالإضافة إلى تقنيات الشحن المتطورة، وكذلك تحويل المواد المختلفة إلى طاقة.

وفي هذا التقرير، حرصت "الطاقة" على انتقاء أهم 10 تقنيات طاقة متجددة في العالم خلال 2024، من بين عدد كبير من التقنيات التي قُدِّمَت من جانب جهات بحثية أو فرق علمية، أو مبتكرين أفراد، وشركات متخصصة في مجالات الطاقة والتكنولوجيا.

إنتاج الهيدروجين من النفايات الصلبة

قدّمت شركة أميركية واحدة من أهم 10 تقنيات طاقة متجددة في العالم خلال 2024، تقوم على إنتاج الهيدروجين من النفايات الصلبة، بما يخفض الانبعاثات الكربونية إلى نحو 30 كيلوغرامًا من مكافئ ثاني أكسيد الكربون لكل كيلوغرام من الهيدروجين.

وبحسب متابعات منصة الطاقة المتخصصة، تمكنت شركة "وايز تو إتش" الأميركية من إنتاج نحو 110 كيلوغرامات من الهيدروجين، من طن واحد فقط من المخلّفات الصلبة، من خلال تقنية التحويل الحراري الكيميائي للمخلّفات.

وتقوم هذه التقنية -التي أعلنتها الشركة في نوفمبر/تشرين الثاني الماضي- على استخراج الهيدروجين من النفايات، بخلاف فصل الكربون واحتجازه؛ لإنتاج وقود صديق للبيئة بأسعار تنافسية مقارنة بالبنزين، وهو ما يمكن لاحقًا استعماله في المشروعات الصناعية، وتوليد الكهرباء.

شفرات توربينات الرياح.. من السكر

حرص الأميركيون على ترك بصمة أخرى ضمن أهم 10 تقنيات طاقة متجددة في العالم خلال 2024، وهي إنتاج شفرات توربينات الرياح من مادة "راتنغية" مستخلصة بطريقة بيولوجية من السكر، وهو ما يمنحها عمرًا تشغيليًا أطول.

وتمكَّن الباحثون في المختبر الوطني للطاقة المتجددة الأميركي "إن آر إي إل" من إنتاج هذه الشفرات التي تتّسم بسهولة إعادة تدويرها، لا سيما أن العمر التشغيلي لنحو 9 آلاف شفرة في الولايات المتحدة ينتهي بحلول عام 2026، ما يستدعي تطوير آليات مبتكرة لإنتاج شفرات جديدة، وفق أعلى المعايير البيئية.

وبحسب متابعات منصة الطاقة المتخصصة (مقرّها واشنطن)، فإن علماء المختبر الوطني للطاقة المتجددة طوّروا مادةً جديدةً تُستعمَل لإنتاج شفرات توربينات الرياح، يمكن استخلاصها حيويًا، وإعادة تدويرها كيمائيًا بسهولة لاحقًا، وإعادة استعمال مكوناتها.

كهرباء من الطلاء الشمسي

طوّر علماء واحدة من أهم 10 تقنيات طاقة متجددة في العالم خلال 2024، وربما على مرّ التاريخ، وذلك لتوليد الكهرباء من ضوء الشمس، دون الحاجة إلى تركيب ألواح شمسية مكلفة، وتحتاج إلى تثبيت وتشغيل ووقت ومساحة كذلك.

وتعدّ التقنية الجديدة مجرد طلاء عادي، يحتوي على مليارات الجزيئات الحساسة لضوء الشمس القادرة على تحويله إلى كهرباء، ولكن ما تزال هذه التقنية قيد التطوير، إذ إن توليد الكهرباء من الضوء يحتاج إلى كفاءة التقاط لا تقلّ عن 10%، بينما ما تزال تتراوح حاليًا بين 3 و8% فقط.

تخزين الكهرباء النظيفة في الرمال

من بين أهم 10 تقنيات طاقة متجددة في العالم خلال 2024، تبرز تقنية تخزين كهرباء الطاقة المتجددة في الرمال فائقة السخونة التي تمثّل حلًا مهمًا لمعضلة تقطُّع مصادر الطاقة المتجددة في الطبيعة، بما يؤدي دورًا حاسمًا في ضمان موثوقية إمدادات الكهرباء.

وطوّر الباحثون في المختبر الوطني للطاقة المتجددة في أميركا تقنية لتخزين الكهرباء المتجددة، تعتمد على استعمال السخانات العاملة بالطاقة المتجددة، لرفع درجة حرارة جزيئات الرمال التي يمكن تخزينها بعد ذلك في صوامع لاستعمالها لاحقًا، وهي التقنية التي حصلت على براءة اختراع.

وتقوم التقنية على تخزين الطاقة الحرارية التي تستعمل الملح المذاب، أو ربما الصخور فائقة السخونة، لتخزين الكهرباء، إذ أثبت نموذج أولي اختُبِر معمليًا نجاح التقنية، وتمكَّن الباحثون من تصميم نموذج حاسوب يُظهر أن جهازًا يُستعمَل تجاريًا يمكنه الاحتفاظ بنحو 95% من حرارته لمدة 5 أيام على الأقل.

الهيدروجين من الألومنيوم والكافيين

توصَّل باحثون في معهد "ماساتشوستس للتكنولوجيا" إلى طريقة مبتكرة ومستدامة لإنتاج الهيدروجين الأخضر بشكل مستدام، وذلك باستعمال الألومنيوم ومياه البحر المتوفرة بكثرة، بما يحقق واحدة من أهم 10 تقنيات طاقة متجددة في العالم خلال 2024.

ووجد الباحثون أن الألومنيوم المعاد استعماله من علب الصودا -عند استعماله في شكله النقي وخلطه بمياه البحر- يعطي محلولًا ينتج الهيدروجين بشكل طبيعي عند غليانه، وهو غاز يمكن استعماله في وقت لاحق في تشغيل محرك أو خلية وقود دون انبعاثات، بحسب ما طالعته منصة الطاقة المتخصصة.

ألواح شمسية من الزجاج المزدوج

تعدّ الألواح الشمسية المصنّعة من الزجاج المزدوج واحدة من أهم 10 تقنيات طاقة متجددة في العالم خلال 2024، إذ تكسر قاعدة العُمْر التشغيلي المحدود وتراجع كفاءة الخلية، إذ يحلّ الزجاج محل الطبقة الخلفية المصنّعة من البوليمر، لتكون الخلايا الشمسية محاطة بالزجاج بالكامل.

وبحسب متابعات منصة الطاقة المتخصصة (مقرّها واشنطن)، فقد كشفت شركة ترينا سولار الصينية النقاب عن أول ألواح شمسية من الزجاج المزدوج في العالم، والتي صُمِّمَت خصوصًا للتركيب على أسطح المباني التجارية والصناعية، تلبي احتياجات كفاءة الطاقة وتجلب قيمة مضافة للعملاء.

تحويل الحرارة إلى كهرباء

اعتمادًا على مركب كيميائي غير مشهور، احتلّت تقنية تحويل الحرارة إلى كهرباء موقعًا في قائمة أهم 10 تقنيات طاقة متجددة في العالم خلال العام الماضي 2024، إذ تسمح بتصنيع أجهزة كهربائية-حرارية أكثر كفاءة من نظيرتها الحالية.

وتوصَّل باحثون في جامعة طوكيو اليابانية للعلوم إلى أنه من الممكن استعمال مركب ثنائي سيليسيد التنغستن (السيليكايد) شبه المعدني في عملية تحويل الحرارة إلى كهرباء، إذ حلّلوا خصائص المركب وردّة فعله في ظل التأثير الحراري.

خلايا البيروفسكايت الشمسية

طوّر علماء جامعة نورث وسترن واحدة من أهم 10 تقنيات طاقة متجددة في العالم خلال 2024، يمكنها إطالة عمر خلايا البيروفسكايت الشمسية، إذ توصلوا إلى طبقة جديدة تعطيل عمر الخلايا، وتجعلها أكثر عملية للتطبيقات خارج المختبر.

وتمكَّن الباحثون من تطوير طبقة أكثر قوة لإطالة عمر خلايا البيروفسكايت الشمسية، تعتمد على الأميدينيوم، إذ أظهر الطلاء الجديد أنه أكثر مقاومة للتحلل بـ10 مرات مقارنةً بالطلاءات التقليدية القائمة على الأمونيوم، وتعدّ بديلًا عمليًا منخفض التكلفة للخلايا الشمسية الكهروضوئية القائمة على السيليكون.

المحفزات الضوئية لإنتاج الهيدروجين

تمكَّن علماء بجامعة شينشو اليابانية من إنتاج الهيدروجين بالمحفّزات الضوئية، ما يفتح الباب أمام واحدة من أهم 10 تقنيات طاقة متجددة في العالم خلال العام الماضي 2024، كما يتيح توسعة نطاق استعمالات الوقود بكفاءة أعلى.

وتقوم التقنية على استعمال الحافز الضوئي لتحويل الطاقة الشمسية إلى طاقة كيميائية، تظهر في صورة حرارة يُستفاد منها في تفاعلات محرك الاحتراق الداخلي بالسيارات، كما يمكن الحصول على الهيدروجين من تكسير أو شطر جزيئات المياه، بالاعتماد على ضوء الشمس، وفي وجود محفزات.

ويترقب الباحثون نجاح التجربة، ليحصل داعمو الطاقة النظيفة على وقود هيدروجين بوفرة أكبر وتكلفة أقل، والأهم من ذلك أنه سيكون وقودًا مستدامًا ومنخفض الانبعاثات، وفق ما طالعته منصة الطاقة المتخصصة (مقرّها واشنطن).

بطاريات ليثيوم أطول عمرًا بـ750%

تمكَّن باحثون في كوريا الجنوبية من تمديد العمر التشغيلي لبطاريات الليثيوم بنسبة 750%، معتمدين على ألياف نانوية مجوّفة صديقة للبيئة بوصفها طبقات واقية تتحكم في نمو أيونات الليثيوم من خلال وسائل فيزيائية وكيميائية، ما يفتح الباب أمام واحدة من أهم 10 تقنيات طاقة متجددة في العالم خلال 2024.

وصنع الباحثون الطبقة الواقية، من خلال عملية العزل الكهربائي الصديقة للبيئة، وبمادة "صمغ الغوار" المستخرجة من النباتات، واستعمال الماء بوصفه مذيبًا وحيدًا، بما يمثّل طريقًا جديدًا للتغلب على قيود الأداء في البطاريات التجارية، إذ يضمن الغشاء المبتكر تدفُّق الأيونات، لضمان طلاء الليثيوم بشكل متناسق.

موضوعات متعلقة..

اقرأ أيضًا..

المصادر..