يواصل فريق علمي إسباني بمشاركة باحث مصري في تطوير مولد يحول الحرارة لكهرباء وذلك اعتمادا علي مواد صديقة للبيئة تنتجها البكتيريا وبتكلفة لا تقارن بمثيله من المولدات المعتادة.

كان الفريق العلمي، حسب ما نشره برنامج “مصر تستطيع”، عبر قناة “دي إم سي”، قد نشر الخطوة الأولي من عمله في الدورية الأولي في العالم في مجال البيئة ونال البحث اهتمام الأوساط العلمية لما يسهم به في بدء عصر جديد من الأجهزة بسيطة في صنعها ورخيصة في تكلفة الإنتاج وصديقة للبيئة.

خلفية علمية

تمثل الحرارة ثلثي أي طاقة متولدة – فكر في حرارة محرك السيارة مثلا كناتج مهدر من حرق الوقود- بما يمثل قدرا مهدرا هائلا من الطاقة يجدر الاستفادة به.

الاهتمام بالاستفادة بالطاقة الحرارية المهدرة ليس بوازع اقتصادي فقط وإنما أيضا للحفاظ علي البيئة وتخفيض درجة حرارة الكوكب، حيث إن التوسع في استخدام المولدات الكهروحرارية يفضي إلي تخفيض استهلاك الوقود الأحفوري والانبعاثات الضارة الناتجة.

تواصلت حركة البحث العلمي لتصنيع مولدات كهروحرارية لتحويل هذه الحرارة إلي طاقة كهربائية يمكن الاستفادة بها عبر أجيال عديدة من المولدات بداية من عناصر غير عضوية مرورا ببوليمرات عضوية وانتهاءا بعصر مركبات الكربون كالأنابيب الكربونية النانومترية Carbon nanotubes والجرافين.

العمل الحالي

يعتمد العمل الحالي علي إنتاج بوليمر السيليولوز النقي من أحد أنواع البكتيريا وهو في ذاته عازل للكهرباء (احد مكونات الخشب الرئيسية) ويكون بعد إنتاجه وتجفيفه مثل الورق الشفاف (صورة 1).

يتم خلط السيليولوز بانابيب الكربون النانومترية Carbon nanotubes فائقة التوصيل للكهرباء خلال نمو البكتيريا ليكتسب السيليولوز خاصية التوصيل الكهربائي (صورة 2)، صورة 4 و 5 لأفلام السيليلوز العادية والموصلة.

تم صنع “نموذج أولي prototype” للتأكد من صلاحية الفكرة واستطاع النموذج توليد كهرباء فرق حرارة 20 كلفن ( صورة 6).

نقاط القوة

إنتاج بسيط ومنخفض التكلفة وصفته مجلة Nature Nanotechnology المرموقة بأنها حلقة من حلقات “اصنعها بنفسك Do-it-yourself thermoelectrics” !

الورقة الناتجة تستطيع العمل في حرارة حتي 250 درجة مئوية بدون تأثر.

الورقة خفيفة الوزن جدا بما يفضي لصنع مولد خفيف يناسب استخدامات عديدة ومتنوعة.

الورقة علي خفتها خامة متينة جدا وغير قابلة للتمزيق بسهولة، كما أن مرونتها العالية تجعل لفها علي مصادر الحرارة يسير وهذا فعال جدا في حالات مصادر الحرارة ذات الشكل غير المنتظم.

الورقة في الأصل شبه شفافة ويمكن صبغها بالألوان وكذا لصقها علي الأسطح بما يوافق أي منظور ديكوري لاستخدامات متنوعة.

أهم ما يميز العمل هو أنه المولد الناتج ليس فقط صديق للبيئة علي مستوي التشغيل (إنتاج طاقة نظيفة بدون انبعاثات)، ولكن علي مستوي الإنتاج في المعمل/المصنع وكذا علي مستوي التدوير.

التدوير لا يحتاج لأكثر من المعالجة بانزيم يحلل السيليولوز إلي سكريات غير ضارة، أما أنابيب الكربون النانومترية فتستطيع استردادها سليمة وإعادة استخدامها دون اي فقدان لكفائتها بما يعلي من قيمة التدوير وبدون أثر بيئي يذكر.

الاهتمام العالمي

المنظور من وراء العمل كان مقبولاً لنشر العمل البحثي في الدورية رقم 1 في العالم في مجال البيئة حسب تصنيف Clarivate Analytics والمسماة Energy & Environmental Science الصادرة عن دار Royal Society of Chemistry البريطانية المرموقة.

العمل أفردت له مجلة Nature Nanotechnology -الصادرة عن مجموعة Nature العريقة في مجال النشر العلمي- مقالاً معنونا ب Do-it-yourself thermoelectrics كإشارة بأن البحث مفترق طريق وبداية لعصر جديد في مجال توليد الطاقة صديقة البيئة.