حفظ الطاقة الشمسية في الزنك

[سلمان رمضان 0]

استخدم علماء أوروبيون مرآة مقعرة قطرها 8,5 متر لتركيز ضوء الشمس على بوتقة غليان تستخدم حرارة الشمس لتحويل اوكسيد الزنك (الخارصين) إلى زنك نقي. ويخزن الزنك النقي طاقة الشمس بمثابة طاقة كأمنة ثم يحررها بطريقتين مختلفتين كتيار كهربائي.

وذكر كريستيان فيكرت من معهد بول ـ شيرر السويسري، وهو المنسق الأوروبي للمشروع في ذات الوقت، أن المرآة المقعرة سخنت اوكسيد الزنك في البوتقة إلى درجة 1200 مئوية. وهذا يعني أن العلماء استخدموا الشمس كمصدر حراري في التفاعل واستخدموا قضبان الزنك الناتجة عن التفاعل في حفظ الطاقة الشمسية. مفاعل شمسي

* وبمعنى آخر، فقد تم اختزال اوكسيد الزنك بالحرارة لأول مرة لانتاج «وقود معدني» يمكن استخدامه لاحقا لانتاج التيار الكهربائي بطريقتين، تتم في الطريقة الأولى معاملة الزنك النقي (الوقود المعدني) مع الماء بهدف شطر جزيئة الماء وبالتالي الحصول على الهيدروجين. وهي تقنية الحصول على الطاقة من خلايا الوقود كما هو معروف. ويجري في الطريقة الثانية عكس التفاعل لاعادة انتاج اوكسيد الزنك إلى جانب الحرارة الكأمنة بشكل تيار كهربائي.

ونجح العلماء حتى الآن في تشغيل نموذج مصغر من «المفاعل الشمسي» في معهد بول ـ شيرر (مدينة فيلينغن/سويسرا) انتج الكهرباء بنسبة 20% من الطاقة المقدرة له. وينتظر أن يطور الجهاز بما يؤهله لانتاج الكهرباء بنسبة 60% من الطاقة المقدرة له. وأطلق العلماء على العملية اسم Solzink الذي يجمع اسمي الطاقة الشمسية والزنك. وقد بدأ العمل في المشروع عام 2001 بعد أن خصص الاتحاد الأوروبي مبلغا قدره 3 ملايين يورو لتمويله، ويشارك فيه علماء من ألمانيا وسويسرا والسويد وفرنسا واسرائيل.

من ناحيته، أطلق البروفيسور الدو شتاينفيلد من جامعة زيورخ، على قضبان الزنك الحافظة للطاقة اسم «الوقود الشمسي». وقال شتاينفيلد، الذي يترأس قسم الطاقة الشمسية في معهد بول ـ شيرر أيضا، أن التقنية الجديدة أفضل من تقنية ألواح الخلايا الضوئية من ناحية انتاج الطاقة ومن ناحية الاستغلال الأمثل لضوء الشمس. وقدر شتاينفيلد أن حجم الطاقة المنتجة باستخدام الخلايا الضوئية ( الطاقة الشمسية ) لا يشكل سوى 0.01% من الطاقة المستهلكة على المستوى العالمي.

ويعد العلماء العدة هذه المرة لاعادة التجربة على نموذج كبير من «الفرن الشمسي» سيجري بناؤه في الصحراء في اسرائيل بغية الاستفادة من شمس الصيف هناك. ويأمل العلماء الأوروبيون، من خلال تحسين هذه التقنية، في رفع انتاج الفرن الشمسي إلى 300 كيلوواط والتوصل إلى انتاج الكهرباء بنسبة 30% من الطاقة المقدرة له. وذكر كريستيان فيكرت أن الخطوة الثالثة ستكون في ايطاليا من أجل بناء فرن شمسي عالي التقنية ينتج الكهرباء بمعدل 5 ميغاواط. وستركز التقنية على تقليل الطاقة التي تذهب هدرا اثناء التفاعل والتي تقدر بنحو 40% من مجموع الطاقة. كما يعكف العلماء على تطوير تقنية أخرى للاستفادة أو التخلص من غاز أول اوكسيد الكربون وهو الناتج العرضي عن التفاعل.

وعن مجالات الاستفادة من الطاقة الشمسية بواسطة الزنك، قال فيكرت ان شركات انتاج الأجهزة السمعية للذين يعانون من الصمم تخطط لاستخدامه كوقود في بطاريات منمة (صغيرة جدا). وينتظر أن تدخل التقنية عالم الكومبيوتر والهاتف النقال حال الانتهاء من تطويرها. ويقدر العلماء أن يكون استغلال الطاقة الشمسية هنا أكفأ وأرخص من طريقة الخلايا الكهرضوئية وخلايا الوقود.