اليابان تكشف عن لوح شمسي ثوري أقوى بـ20 مرة من المفاعلات النووية

تخطو اليابان خطوة جريئة نحو مستقبل الطاقة المستدامة. فقد كشف باحثون يابانيون عن تقنية جديدة في الألواح الشمسية قد تتفوق على المفاعلات النووية من حيث القوة بمقدار 20 مرة. هذه الابتكارات تعتمد على خلايا شمسية من نوع “بيروفسكايت” انظر للشكل 1، وهي خفيفة الوزن، مرنة، وعالية الكفاءة، ويمكن أن تغيّر بشكل كبير طريقة إنتاج واستهلاك الطاقة حول العالم.

الشكل 1: خلية شمسيّة مصنّعة من مادة البيروفسكايت.

ثورة في عالم الطاقة الشمسية

تعتمد هذه التقنية الجديدة على مادة البيروفسكايت، المعروفة بقدرتها العالية على امتصاص الضوء وسهولة تصنيعها بتكلفة منخفضة. وعلى عكس الألواح الشمسية التقليدية المصنوعة من السيليكون، يمكن تركيب خلايا البيروفسكايت بسهولة على النوافذ، الجدران، أسطح السيارات، وحتى أعمدة الإنارة، مما يفتح آفاقًا جديدة لاستخدام الطاقة الشمسية في أماكن لم تكن مناسبة سابقًا.

هذا التطور مثالي للمدن المزدحمة مثل طوكيو، حيث المساحات محدودة والأسطح المتوفرة يمكن أن تتحول إلى مصادر طاقة نظيفة دون الحاجة لمزيد من الأراضي.

لماذا تُعد خلايا البيروفسكايت مهمة؟

تقدّم خلايا البيروفسكايت مزايا عديدة تجعلها من أبرز تقنيات المستقبل في الطاقة المتجددة:

• كفاءة عالية: يمكنها توليد طاقة أكبر من مساحة أصغر مقارنة بالألواح التقليدية.

• مرونة في التركيب: يمكن دمجها في الزجاج أو الجدران أو حتى الملابس والأجهزة المحمولة.

• خفيفة الوزن: تصميمها الرفيع يسمح باستخدامها في تطبيقات متنقلة أو في حالات الطوارئ.

• سعر واعد: رغم أن تكلفتها الحالية مرتفعة، إلا أنه من المتوقع أن تنخفض بشكل كبير بحلول عام 2040 لتصبح متاحة للجميع.

التحديات التي تواجه هذه التقنية

رغم المزايا الكبيرة، تواجه خلايا البيروفسكايت بعض التحديات:

• المتانة: قد لا تكون بنفس قدرة التحمل التي توفرها الخلايا التقليدية، خصوصًا في مواجهة الرطوبة والحرارة.

• تكلفة الإنتاج: لا تزال تكاليف التصنيع مرتفعة نسبيًا، لكن من المتوقع أن تنخفض مع التقدم في التقنيات.

• البيئة: بعض خلايا البيروفسكايت تحتوي على مواد مثل الرصاص، ما يثير مخاوف بيئية. ويعمل الباحثون على تطوير بدائل أكثر أمانًا.

لكن مع استمرار الأبحاث والتطوير، هناك تقدم واضح في تحسين المتانة وتقليل التأثير البيئي لهذه الخلايا.

رؤية استراتيجية لمستقبل الطاقة

تزايدت استثمارات اليابان في الطاقة المتجددة منذ كارثة فوكوشيما النووية عام 2011، حيث أصبحت السلامة والاستدامة أولوية. واليوم، تنتج اليابان حوالي 10% من كهربائها من الطاقة الشمسية، مقارنة بـ1.9% فقط في عام 2014. وتهدف الخطة الوطنية إلى الوصول بنسبة الطاقة المتجددة إلى 36%–38% بحلول عام 2030، مع اعتماد كبير على خلايا البيروفسكايت.

ومن العوامل التي تدعم هذا التوجه أن اليابان هي ثاني أكبر منتج لليود في العالم، وهو عنصر رئيسي في تصنيع هذه الخلايا. هذا يمنحها ميزة استراتيجية لتأمين سلسلة توريد محلية وتقليل الاعتماد على الاستيراد.

تدعم الحكومة اليابانية الابتكار في هذا المجال من خلال تشجيع الشركات المحلية. على سبيل المثال، تعمل شركة Sekisui Chemical على تطوير وحدات خلايا بيروفسكايت متطورة يمكن استخدامها في المدن وفي أنظمة هجينة تجمع بين الطاقة الشمسية وطاقة الرياح.

وللمزيد من المعلومات يمكنك مشاهدة الفيديو من خلال الضغط على كلمة (هنا).