دراسة تؤكد إمكانية تخزين الطاقة الشمسية بالاعتماد على الكيمياء

يُعتبر تحويل أشعة الشمس إلى طاقة أمرًا شائعًا، كما يتضح من استخدام الألواح الشمسية، لكن تخزين هذه الطاقة قبل استخدامها يمثل تحديًا إضافيًا. وقد ساعد باحثون في معالجة هذه المسألة باستخدام الكيمياء، في دراسة نُشرت مؤخرًا في فرنسا.

حسب ريمي ميتيفييه، الباحث في المركز الوطني للبحث العلمي بفرنسا، فإن الطاقة الشمسية تُستخدم غالبًا مباشرة ككهرباء أو كحرارة. ولتخزين الطاقة، يلزم استخدام بطاريات. النظام المُستخدم في هذه الدراسة يُعرف بـ MOST (MOlecular Solar Thermal)، ويعتمد على كيمياء الجزيئات الفوتوكرومية.

يُشير كيتارو ناكاتاني، أستاذ الكيمياء في جامعة باري ساكلي، إلى أن الجزيئات الفوتوكرومية متواجدة منذ فترة في النظارات الشمسية، حيث تتغير عدساتها بين الداكنة والفاتحة بناءً على الضوء المحيط. تمتاز هذه الجزيئات بقدرتها على تغيير اللون، لكنها أيضًا تمتلك القدرة على تخزين الطاقة من ضوء الشمس ثم إطلاقها.

توضح ليا شوكرون، المعدة الرئيسية للدراسة، أن الجزيئات ذات الطاقة العالية يمكن أن تستمر لفترات تتراوح بين عدة أيام وبضعة أسابيع. الفكرة هنا هي استعادة هذه الطاقة عند الحاجة على شكل حرارة، بدلاً من الكهرباء.

يتضح من حديث ميتيفييه أن أحد التطبيقات الممكنة سيكون استخدام سائل يشحن تلقائيًا بالطاقة ليعمل على تدفئة المنازل مساءً. يعتمد المبدأ على تشعيع جزيء عضوي بالأشعة فوق البنفسجية، مما يؤدي إلى تحويل كيميائي يغير مستوى طاقته.

استُخدمت جزيئات من عائلة دياريليثين صممتها علماء في جامعة باري ساكلي، وتتمتع بمستويات أمان مشابهة لتلك التي تحظى بها الصبغات التقليدية. بعد أن تُشحن هذه الجزيئات، يمكن إطلاق طاقتها التي تُستخدم خلال فترة قصيرة تتراوح بين خمس دقائق وساعة، حسب التركيبة المعتمدة.

يشرح ميتيفييه أن هذا المبدأ يشبه الضغط على زر يسمح بإطلاق الحرارة عند الطلب. وعلى الرغم من أن هذا المفهوم معروف، إلا أن الجديد في هذه الدراسة يكمن في شرحه وتحديده بشكل كامل مما يمكّن من ابتكار أنظمة أخرى ذات فاعلية أكبر لتخزين الطاقة.

تم هذا العمل بالتعاون مع متخصصين في الطاقة الشمسية من مختبر PROMES في بربينيان، في جنوب فرنسا، ومن المتوقع أن تستغرق التطبيقات الصناعية حوالي عشر سنوات.