حلم العلماء بتوليد الطاقة من الهواء الرقيق لأكثر من قرن. كان نيكولا تيسلا يجرّب بالفعل هذه الخطوط في ثلاثينيات القرن الماضي ، لكن في الآونة الأخيرة ، اشتدت الدعوات إلى تصميم طاقة نقية. إن الابتعاد عن الوقود الأحفوري في الوقت المناسب لتجنب أسوأ ما في أزمة المناخ سيكون أعظم مسعى تعاوني حاوله العالم على الإطلاق ، وقد دفعت الضرورة العلماء إلى تحقيق أحلام كبيرة. يتم سحب بعض الأصوات الناتجة من العصف الذهني والتجريب من صفحات رواية الخيال العلمي ، أو تبدو وكأنها تمني بدلاً من كونها منهجية. لكن العلماء يقتربون أكثر فأكثر من تحقيق المستحيل: تجميع الطاقة من الهواء.
في عام 2021 ، أعلن باحثون من جامعة ماساتشوستس الأمريكية في أمهيرست أنهم اخترعوا جهاز يسمى Air-gen، اختصار لمولد هوائي. الجهاز قادر على استخدام بروتين طبيعي لتحويل الرطوبة في الهواء المحيط لتوليد الكهرباء. يتم ذلك من خلال فيلم مكون من أسلاك نانوية بروتينية من بكتيريا Geobacter sulfurreducens. وقال فريق البحث إن التكنولوجيا “يمكن أن يكون لها آثار مثيرة على مستقبل الطاقة المتجددة وتغير المناخ ومستقبل الطب”. أثبت الفيلم ، الذي يبلغ سمكه بضعة ميكرونات فقط ، فعاليته. أوضح الباحث ومؤلف الورقة البحثية Jun Yao: “نحن حرفيًا نصنع الكهرباء من الهواء الرقيق. يولد Air-gen طاقة نظيفة على مدار الساعة.
بعد عام ، في عام 2022 ، بدأ الاتحاد الأوروبي في تمويل مشروع جديد – يسمى أمسك – والتي تهدف أيضًا إلى توليد الطاقة من الرطوبة الجوية ، ولكن هذه المرة من خلال استخدام خلايا مصنوعة من أكسيد الزركونيوم ، وهي مادة خزفية تستخدم في جميع أنواع التطبيقات ، من زراعة الأسنان إلى قضبان الوقود النووية. وقالت مجلة Horizon التابعة للمفوضية الأوروبية: “استكشاف خصائص المواد النانوية المصنوعة من أكسيد الزركونيوم قبل سبع سنوات ، بدأ الباحثون في رؤية أدلة على الطاقة الكهرومائية”. ذكرت في ديسمبر. على مدى السنوات السبع الماضية ، قطعوا شوطًا طويلاً ، لكن التكنولوجيا لا تزال بعيدة جدًا عن قابلية التوسع والتطبيق العملي. في الوقت الحالي ، يمكن أن تولد قطعة 8 × 5 سنتيمترات من مادتها حوالي 0.9 فولت في المختبر مع رطوبة تبلغ حوالي 50٪ ، أو حوالي نصف طاقة بطارية AA.
هذا العام مرة أخرى ، حقق علماء من جامعة موناش في أستراليا اختراقًا جديدًا في مجال طاقة الهواء. هذه المرة المادة الرئيسية إنزيم يسمى Huc. تم العثور على الإنزيم في بكتيريا Mycobacterium smegmatis ، وهي ابنة عم البكتيريا المسؤولة عن مرض السل والجذام. Huc هو بالفعل مركز طاقة لتحويل الهواء إلى طاقة ، تستخدمه البكتيريا لتوليد الطاقة في البيئات القاسية مع القليل من مصادر الطاقة الأخرى.
وبمجرد استخراجه ، يقول الباحثون إنه يمكن استخدام الإنزيم لتشغيل “مجموعة من الأجهزة الكهربائية الصغيرة المحمولة […] بما في ذلك المستشعرات الحيوية ، والشاشات البيئية ، والساعات الرقمية والآلات الحاسبة أو أجهزة الكمبيوتر البسيطة. “حتى الآن ، توجد تطبيقات Huc المختلفة في تجربة فكرية أكثر من فرضية تم اختبارها ، لكن العلماء المسؤولين يعتقدون أن Huc لديه القدرة على تحقيق العظمة.” “عندما تقوم بتوفير قال المؤلف الرئيسي ريس غرينتر: “إنه مع هيدروجين أكثر تركيزًا ، فإنه ينتج المزيد من التيار الكهربائي”. “مما يعني أنه يمكنك استخدامه في خلايا الوقود لتشغيل أجهزة أكثر تعقيدًا ، مثل الساعات الذكية أو الهواتف الذكية ، وأجهزة الكمبيوتر المحمولة الأكثر تعقيدًا ، وربما حتى السيارة.”
من الواضح أن مشاريع توليد الطاقة من الهواء لا تزال في مهدها ، ولكن سيكون من الصعب المبالغة في التداعيات المحتملة إذا أصبحت أي من هذه التقنيات قابلة للتطوير. إن توليد الطاقة من لا شيء من شأنه أن يحل مشاكل لا حصر لها تتعلق بتغير المناخ والعوامل الخارجية البيئية السلبية الأخرى المتعلقة بإنتاج الطاقة. علاوة على ذلك ، يمكن نظريًا الوصول إلى تقنية مثل الإنزيم البكتيري في أي مكان في العالم ، مما يجعل الجغرافيا السياسية لإنتاج الطاقة أكثر إنصافًا ولامركزية. باختصار ، يمكن أن يعطل الاقتصاد العالمي كما نعرفه. يوم.
بقلم هالي زاريمبا لموقع Oilprice.com
المزيد من القراءة على Oilprice.com:
“هواة الإنترنت المتواضعين بشكل يثير الغضب. مثيري الشغب فخور. عاشق الويب. رجل أعمال. محامي الموسيقى الحائز على جوائز.”