اختراع تقنية جديدة قادرة على امتصاص طيف جديد من الأشعة الشمسية
آخر تحديث GMT 20:14:55
المغرب اليوم -
أربعة حكام مغاربة يمثلون التحكيم في نهائيات كأس الأمم الإفريقية للسيدات نادي حسنية أكادير يعلن تعيين أمير عبدو مدرباً للفريق الأول لكرة القدم نادي الرجاء الرياضي لكرة القدم يعلن عن تجديد عقد لاعبه محمد بولكسوت لموسمين قادمين بعثة نادي الوداد الرياضي تصل إلى فيلادلفيا الأميركية، للمشاركة في منافسات كأس العالم للأندية مانشستر سيتي الانجليزي يعلن تعاقده مع اللاعب الهولندي تيجاني رايندرس لمدة خمس سنوات البيت الأبيض يُحذر المدن المدن الأميركية التي ترددت الأنباء عن احتمالية قيامها باحتجاجات كبيرة على غرار مدينة لوس أنجلوس إصابة جنديين إسرائيليين خلال اشتباك مسلح في مدينة خان يونس جنوبي قطاع غزة وتصاعد الخسائر الإنسانية وسط استمرار العدوان وزير الخارجية المصري يُجدد دعم بلاده لوحدة سوريا ويُدين التدخلات والانتهاكات الإسرائيلية أميركا تستعد لإخلاء سفارتها ببغداد وتسمح لأسر عسكريّيها في الشرق الأوسط بالمغادرة انتشال جثة الرهينة الإسرائيلي يائير ياكوف من قطاع غزة
أخر الأخبار

اختراع تقنية جديدة قادرة على امتصاص طيف جديد من الأشعة الشمسية

المغرب اليوم -

المغرب اليوم - اختراع تقنية جديدة قادرة على امتصاص طيف جديد من الأشعة الشمسية

محطة طاقة شمسية
واشنطن - المغرب اليوم

كلما أصبحت الألواح الشمسية أقل تكلفة وأكثر قدرة على توليد الطاقة، كلما زاد الاعتماد على الطاقة الشمسية كمصدر بديل للكهرباء باعتبارها أكثر قابلية للاستمرار تجارياً، ومع ذلك، فإن الخلايا الضوئية التي تستخدم حالياً لتحويل ضوء الشمس إلى كهرباء قادرة على استيعاب واستخدام جزء صغير فقط من هذا الضوء، وهذا يعني أن كمية كبيرة من الطاقة الشمسية تبقى غير مستغلة، لذا قام باحثون من معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا باختراع تقنية جديدة، تم وصفها في بحث نشر بالنسخة الالكترونية من مجلة (Science Express)، تعمل على تسخير واستخدام الطاقة الغير مستغلة من قبل الخلايا  الضوئية.

تتكون أشعة الشمس من العديد من الأطوال الموجية للضوء، وتعمل الألواح الشمسية التقليدية على توليد الكهرباء من الضوء من خلال استقبال ذرات السيليكون لأشعة الشمس، حيث تعمل الإلكترونات الموجودة في الطبقة الخارجية لذرات السيليكون على امتصاص الطاقة من بعض الأطوال الموجية لضوء الشمس، وهذا يتسبب باستثارة الالكترونات، وبمجرد امتصاص الإلكترونات لطاقة كافية، تتحرر من ذرات السيليكون، وتتدفق بشكل مستقل لإنتاج الكهرباء، وتسمى هذه العملية بالتأثير الضوئي الجهدي (photovoltaic effect) وهي عملية مشابهة جداً للتأثير الكهروضوئي (photoelectric effect) إلا أن الفرق بينهما أنه في التأثير الكهروضوئي تتحرر الإلكترونات من المادة تحت تأثير أشعة ضوئية ذات طاقة معينة، أما في التأثير الضوئي الجهدي فإن الإلكترونات المتحررة تنتقل من مادة إلى مادة أخرى بحيث ينتج عن ذلك فرقاً في الجهد بينهما يؤدي إلى توليد الكهرباء.

إن الخلايا الضوئية القائمة على السيليكون تمتص موجات الضوء التي تدخل ضمن الطيف الضوئي المرئي – أي الضوء المرئي للعين البشرية – ولكن هذه الخلايا لا تستطيع امتصاص الأطوال الموجية التي تقع خارج الطيف المرئي، فمثلاً الأشعة تحت الحمراء تمر عبر خلايا السيليكون ولا يتم تحويلها إلى طاقة كهربائية، وبالعادة فإن مرور الأشعة تحت الحمراء ضمن خلايا السليكون ينجم عنه طاقة حرارية غير مرغوب بها ولا يتم استخدامها.

يشير (هاري أتواتر)، بروفيسور الفيزياء التطبيقية وعلوم المواد في جامعة هوارد هيوز وقائد هذه الدراسة، بأن السيليكون يمتص جزء معين فقط من الطيف الضوئي، أما باقي الأطوال الموجية فتمر عبره وكأنه مادة شفافة، فلو تم وضع وحدة ألواح شمسية تقليدية على سطح منزلي، فإن السيليكون يمتص جزء فقط من الطيف، أما باقي الطيف الضوئي فلا يتم تحويله إلى طاقة، بل يؤدي فقط إلى تسخين سطح المنزل.

بناء عليه قام (أتواتر) وزملاؤه بإيجاد طريقة لامتصاص الموجات الضوئية تحت الحمراء والاستفادة منها، وذلك باستخدام هيكل لا يتألف من السيليكون، ولكن من المعدن، وتستند هذه التقنية الجديدة على ظاهرة لوحظت في الهياكل المعدنية اسمها (صدى سطح البلازمون)، فالبلازمونات هي موجات أو تموجات منسقة من الإلكترونات الموجودة على أسطح المعادن في النقطة التي يلتقي فيها المعدن مع الهواء.

وجد (أتواتر) وزملاؤه أنه يمكن ضبط الصدى ليستطيع التقاط موجات ضوئية أخرى وذلك في حال تم تقسيم المعادن إلى قطع نانوية صغيرة في المختبر، فعادة تكون كثافة الالكترونات في المعادن مثل الفضة أو النحاس أو الذهب محددة، ولكن في المختبر، يمكن إضافة إلكترونات إلى ذرات النانو المعدنية، وعند استثارة هذه الالكترونات، فإن تردد الصدى الذي يصدر عنها سيتغير، وإن هذه الأسطح المعدنية المستثارة يمكن أن ينتج عنها قوى كهربائية كامنة، بمعنى آخر فإن القوة الكامنة التي تنتج عن استثارة الأسطح المعدنية تشبه تماماً القوة الكامنة التي تنتج عند فرك قضيب زجاجي بقطعة من الفراء، حيث يتم بهذه الحالة تخزين الإلكترونات على القضيب الزجاجي، ويتم تصريف الشحنة عن طريق صدمة كهربائية خفيفة، وبالمثل فإن استثارة السطوح المعدنية النانوية بالقرب من مستوى الصدى سيشحن الهياكل المعدنية بقوى كهربائية كامنة يمكن قياسها، وهذه القوى الكامنة هي الخطوة الأولى لتوليد الكهرباء، ويعمل الباحثون حالياً على تطوير طريقة لإنتاج تيار ثابت من هذه القوى الكهربائية الكامنة، بحيث يتم استعمال الخلايا الشمسية التي تعمل بتأثير كهرباء البلازمون جنباً إلى جنب مع الخلايا الضوئية التقليدية، لامتصاص واستخدام الطيف المرئي والأشعة تحت الحمراء لتوليد الكهرباء.

يقول (أتواتر) أخيراً، أن هذا الاختراع مثله مثل باقي الاختراعات أو الاكتشافات التكنولوجية، لا يمكن التنبؤ بمستقبلها، ولكن أي اختراع يمكنه على سبيل المثال أن ينشئ جهاز استشعار جديد للضوء قادر على التقاط أطوال موجية أخرى، فإنه لا بد بأن يساهم في إيجاد نوع من المنتجات الجديدة الأكثر كفاءة من المنتجات التي سبقته.

almaghribtoday
almaghribtoday

الإسم *

البريد الألكتروني *

عنوان التعليق *

تعليق *

: Characters Left

إلزامي *

شروط الاستخدام

شروط النشر: عدم الإساءة للكاتب أو للأشخاص أو للمقدسات أو مهاجمة الأديان أو الذات الالهية. والابتعاد عن التحريض الطائفي والعنصري والشتائم.

اُوافق على شروط الأستخدام

Security Code*

 

اختراع تقنية جديدة قادرة على امتصاص طيف جديد من الأشعة الشمسية اختراع تقنية جديدة قادرة على امتصاص طيف جديد من الأشعة الشمسية



أمينة خليل تتألق بفستان زفاف ملكي يعكس أنوثة ناعمة وأناقة خالدة

القاهرة - سعيد الفرماوي

GMT 11:53 2025 الأربعاء ,11 حزيران / يونيو

أفضل طريقة لإنهاء التصعيد في لوس أنجلوس
المغرب اليوم - أفضل طريقة لإنهاء التصعيد في لوس أنجلوس

GMT 04:04 2025 الأربعاء ,11 حزيران / يونيو

كندة علوش تكشف سبب إخفاء مرضها للمرة الأولى
المغرب اليوم - كندة علوش تكشف سبب إخفاء مرضها للمرة الأولى

GMT 04:55 2017 السبت ,25 تشرين الثاني / نوفمبر

مروان داكوستا يعود من "محنة الإصابة"

GMT 08:24 2018 الجمعة ,28 كانون الأول / ديسمبر

إمام مسجد يعتدي جنسيًا على 7 قاصرات في المغرب

GMT 11:43 2018 الأحد ,04 تشرين الثاني / نوفمبر

ماسك الصبار لتطويل الشعر والتخلص من القشرة في أسرع وقت

GMT 00:30 2018 الأربعاء ,31 تشرين الأول / أكتوبر

فريق Uppercut Games يكشف عن لعبته الصادرة

GMT 11:35 2018 الجمعة ,26 تشرين الأول / أكتوبر

ميداليتين ذهبيتان للعراق في منافسات بطولة "انفكتوس"

GMT 06:30 2018 الثلاثاء ,24 تموز / يوليو

أطلاق نسخة معدلة من نظام "macOS"

GMT 09:07 2018 الأحد ,06 أيار / مايو

حقائب وأحذية تتناسب مع رحلات الصيف

GMT 08:40 2018 الجمعة ,23 شباط / فبراير

أحمد عز الفنان والإنسان

GMT 04:52 2018 الإثنين ,05 شباط / فبراير

تعرفي على طرق تنظيف الباركيه والعناية به
 
almaghribtoday

Maintained and developed by Arabs Today Group SAL
جميع الحقوق محفوظة لمجموعة العرب اليوم الاعلامية 2023 ©

Maintained and developed by Arabs Today Group SAL
جميع الحقوق محفوظة لمجموعة العرب اليوم الاعلامية 2023 ©

almaghribtoday almaghribtoday almaghribtoday almaghribtoday
almaghribtoday almaghribtoday almaghribtoday
almaghribtoday
بناية النخيل - رأس النبع _ خلف السفارة الفرنسية _بيروت - لبنان
almaghrib, Almaghrib, Almaghrib