تعد تقنيات النانوتكنولوجى أحد التطبيقات الرقمية الواعدة لإنتاج الطاقة النظيفة؛ وأصبح استخدامها عاملا رئيسا في إنتاج الطاقة النظيفة؛ وتقليل الانبعاثات الكربونية؛ من أجل دعم الاقتصاد الأخضر.
ويقوم علم النانو – كأحد العلوم التطبيقية- علي تصغير حجم المواد إلى 1-100 نانومتر؛ لتغيير خصائصها الفيزيائية؛ وتعظيم قدر الاستفادة من تلك المواد بعد تحولها للصورة النانومترية.
وما يميز تقنية النانوتكنولوجى هو تطورها السريع لإنتاج الطاقة وتحويلها وتخزينها؛ مما جعل منها الحل الأمثل للاستغناء عن الوقود الأحفوري؛ ودمجها في إنتاج ألواح خلايا الطاقة الشمسية؛ ورفع كفاءتها الإنتاجية بمقدار يتعدى 40% مقارنة بألواح الخلايا الشمسية العادية.
بالإضافة إلى ما سبق فإن لتقنية النانوتكتولوجى دور مهم ورئيسي في تطوير المرشحات التي تستخدم في تنقية العادم من أجل حماية الكوكب من ملوثات الوقود الأحفورى؛ وتقليل تأثير التغيرات المناخية.
وتستخدم تقنية النانوتكنولوجى في إنتاج وتطوير ألواح خلايا الطاقة الشمسية؛ لخفض تكلفة إنتاجها؛ وزيادة كفائتها من خلال علاج وتحسين خصائص ألواح خلايا الطاقة الشمسية التقليدية التى يستخدم فيها السيليكون المكلف ماديا أو الخلايا الصبغية المصممة باستخدام التقنية الكهروكيميائية.
إضافة إلى أن كفائة إنتاجها للطاقة الكهربائية لا يتعدى 9% مقارنة بأكثر من 40% عند استخدام تقنية النانو.
ويؤدي استخدام تقنية النانو في إنتاج ألواح خلايا الطاقة الشمسية إلي زيادة كفاءة إنتاجها للطاقة الكهربائية؛ مع قلة تكلفتها اقتصاديا؛ فضلا عن تقليل الانبعاثات الكربونية والحرارية والحد من تلوث البيئة.
ويتم استخدام تقنية النانوتكنولوجى عن طريق تحويل ذرات وجزيئات الكربون إلى أنابيب كربونية؛ يتم إلصاقها ببعضها البعض لتبدوا على شكل أوراق رقيقة السطح؛ وعند لفها في صورة شكل أنبوبي تصبح متينة القوام ومميزة بالتوصيل الكهربائي والحراري.
وتتميز ألواح خلايا الطاقة الشمسية المصنوعة بتقنية النانو؛ بتنقية وتنظيف نفسها ذاتيا؛ فضلا عن قدرتها الفائقة علي مقاومة الظروف المناخية السيئة؛ وبالأخص الأجواء العاصفة مع زيادة كفائتها في إنتاج الطاقة الكهربائية النظيفة.
وتتميز ألواح خلايا الطاقة الشمسية المصنعة بتقنية النانوتكنولوجى بمساهماتها البناءة في التحول الى الاقتصاد الأخضر؛ عن طريق إنتاج الهيدروجين الأخضر؛ باستخدام الطاقة الكهربائية المنتجة من ألواح خلايا الطاقة الشمسية في تحليل الماء الى هيدروجين وأكسجين حيث يتم استخدامها كمصدر للوقود النظيف؛ والذى تبلغ قوته أربعة أضعاف الوقود الأحفوري.
بالإضافة إلى ان انبعاث الأكسجين في البيئة يكون له مردودا إيجابيا في الحفاظ على بيئة نقية خالية من الانبعاثات الكربونية؛ وهذه التكنولوجيا تحاكى عملية التمثيل الغذائي بالنبات؛ حيث أن عملية التمثيل الغذائي تتضمن حصول النبات على الماء والأملاح وامتصاص ثانى أكسيد الكربون من الجو في وجود ضوء الشمس وينتج عنه السكر وخروج الأكسجين.
ويتميز الهيدروجين الأخضر بانخفاض سعره مقارنة بالوقود الأحفوري؛ وذلك لأن سعر الهيدروجين 2.7 دولار للكيلوجرام؛ علما بقدرته علي شحن السيارة ب750 مللي من الهيدروجين؛ وهو ما يكفى لسير السيارة مسافة تقدر بنحو 500 كيلومتر.
سيصبح استخدام تقنية النانوتكنولوجى بمثابة القفزة النوعية للتحول الاقتصادي الأخضر متنامي الاستدامة في المستقبل القريب بإذن الله.
د.تحسين شعلة
رئيس قسم التكنولوجيا الحيوية جامعة MUST
