أشار التقرير الجديد لمنصة الطاقة المتخصصة (التي مقرها واشنطن)، إلى أهم 10 تقنيات طاقة متجددة، خلال عام 2024، والتي تنوعت بين تقنيات إنتاج الكهرباء أو تخزينها، إلى تقنيات الشحن المتطورة، بالإضافة إلى تحويل المواد المختلفة إلى طاقة.
وأكد التقرير أن هذه التقنيات تفيد في تحسين وتعزيز الاستفادة القصوى من مصادر الطاقة المتجددة عالميًا، وتحقيق الاستغلال الأمثل للموارد الطبيعية، وإنتاج عناصر طاقة يستفيد منها العالم.
وشدد التقريرعلى انتقاء أهم 10 تقنيات طاقة متجددة في العالم، خلال 2024، من بين عدد كبير من التقنيات التي قُدمت من جانب جهات بحثية أو فرق علمية، أو مبتكرين أفراد، وشركات متخصصة في مجالات الطاقة والتكنولوجيا، ونذكر منها:
1- إنتاج الهيدروجين من النفايات الصلبة
كشف تقرير منصة الطاقة عن قيام شركة أمريكية تدعى "وايز تو إتش" بتقديم 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.
وتمكنت الشركة الأمريكية من إنتاج نحو 110 كيلوغرامات من الهيدروجين، من طن واحد فقط من المخلفات الصلبة، من خلال تقنية التحويل الحراري الكيميائي للمخلفات.
2- شفرات توربينات الرياح من السكر
تمكّن الباحثون في المختبر الوطني للطاقة المتجددة الأمريكي "إن آر إي إل" من إنتاج شفرات توربينات الرياح من مادة "راتنغية" مستخلصة بطريقة بيولوجية من السكر، وهو ما يمنحها عمرًا تشغيليًا أطول. وتتّسم هذه الشفرات 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.
3- كهرباء من الطلاء الشمسي
تقوم هذه التقنية على توليد الكهرباء من ضوء الشمس، دون الحاجة إلى تركيب ألواح شمسية مكلفة، والتي تحتاج إلى تثبيت وتشغيل ووقت ومساحة. 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.
4- تخزين الكهرباء النظيفة في الرمال
وطور الباحثون في المختبر الوطني للطاقة المتجددة في أمريكا 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، وتمكّن الباحثون من تصميم نموذج حاسوب يُظهر أن جهازًا يُستعمَل تجاريًا يمكنه الاحتفاظ بنحو 95% من حرارته لمدة 5 أيام على الأقل.
5- الهيدروجين من الألومنيوم والكافيين
كشف علماء في معهد "ماساتشوستس للتكنولوجيا" إلى طريقة مبتكرة ومستدامة لإنتاج الهيدروجين الأخضر بشكل مستدام، وذلك باستعمال الألومنيوم ومياه البحر المتوفرة بكثرة.
وأوضح العلماء 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.
6- ألواح شمسية من الزجاج المزدوج
كشفت شركة "ترينا سولار" الصينية النقاب عن أول ألواح شمسية من الزجاج المزدوج في العالم، والتي صُمّمت خصوصًا للتركيب على أسطح المباني التجارية والصناعية، وتلبي احتياجات كفاءة الطاقة وتجلب قيمة مضافة للعملاء.
يذكر أن الألواح الشمسية المصنعة من الزجاج، تكسر قاعدة العمر التشغيلي المحدود وتراجع كفاءة الخلية، إذ يحل الزجاج محل الطبقة الخلفية المصنعة من البوليمر، لتكون الخلايا الشمسية محاطة بالزجاج بالكامل.
7- تحويل الحرارة إلى كهرباء
كشف علماء من جامعة طوكيو اليابانية للعلوم عن إمكانية استعمال مركب ثنائي سيليسيد التنغستن (السيليكايد) شبه المعدني في عملية تحويل الحرارة إلى كهرباء، إذ حلّلوا خصائص المركب وردة فعله في ظل التأثير الحراري. وتسمح هذه التقنية بتصنيع أجهزة كهربائية-حرارية أكثر كفاءة من نظيرتها الحالية.
8- خلايا البيروفسكايت الشمسية
تمكن علماء من جامعة "نورث وسترن" من إطالة عمر خلايا البيروفسكايت الشمسية، إذ توصلوا إلى طبقة جديدة تعطيل عمر الخلايا، وتجعلها أكثر عملية للتطبيقات خارج المختبر.
حيث قام العلماء بتطوير 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.
9- المحفزات الضوئية لإنتاج الهيدروجين
تقوم 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.
وستمكن التقنية الجديدة داعمو الطاقة النظيفة من الحصول على وقود هيدروجين بوفرة أكبر وتكلفة أقل، والأهم من ذلك أنه سيكون وقودًا مستدامًا ومنخفض الانبعاثات.
10- بطاريات ليثيوم أطول عمرًا بـ750%
قام علماء في كوريا الجنوبية بتمديد 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، 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.
واختتم التقرير، بأن تحسين وتعزيز الاستفادة القصوى من مصادر الطاقة المتجددة عالميًا، وتحقيق الاستغلال الأمثل للموارد الطبيعية، ستمكننا من إنتاج عناصر طاقة جديدة يستفيد منها العالم.