وسيلة جديدة لاستخدام الطاقة الشمسية ليلً

يمكن للشمس أن توفر في ساعة واحدة طاقة كافية لتشغيل كافة العربات والمصانع والآلات على وجه الكوكب لمدة عام كامل، علاوة على أنها تُعدُّ من أفضل البدائل النظيفة للوقود الحفري، غير أن استخدامها مرهون بشروقها. وللتغلب على هذه العقبة استعان العلماء بجامعة كارولينا الشمالية بفكرة عملية البناء الضوئي، وابتكروا نظامًا يمكنه تخزين الطاقة الشمسية لاستخدامها ليلًا. ينتج هذا النظام الوقود الهيدروجيني باستخدام طاقة الشمس لتحليل الماء إلى مكوناته الأساسية، حيث ينفصل الهيدروجين ويُخزَّن، في حين ينطلق الأوكسجين إلى الهواء كمنتج فرعي. غير أن تنفيذ هذه الآلية ليس بالأمر اليسير؛ إذ تتطلب فصل أربعة إلكترونات من جزيئيْ ماء، ثم نقلهما إلى مكان آخر وصنع الهيدروجين، وهو الأمر الذي دأب العلماء لسنوات على العمل عليه. يتألف التصميم من مكونين رئيسيين: أحدهما جزيء مسئول عن امتصاص ضوء الشمس وإطلاق العامل الحفاز كي يفصل الإلكترونات من الماء، والآخر جسيم نانو ينقل الإلكترونات بعيدًا لصنع وقود الهيدروجين. لكن حتى في أفضل المحاولات، يخفق النظام كثيرًا؛ إما لأن الإلكترونات تهرب طوال الوقت أو أن الإلكترونات لا تنتقل بالسرعة الكافية التي تسمح بإنتاج الهيدروجين. وللتغلب على هذه العقبة قام العلماء بتغطية جسيمات النانو، كل ذرة على حدة، بطبقة رفيعة من مادة ثاني أكسيد التيتانيوم؛ وعندها فقط نجح النظام. وعليه استطاع هذا النظام الجديد تحويل طاقة الشمس إلى وقود دون الحاجة إلى طاقة خارجية لتشغيله، ودون إطلاق الغازات المسببة للاحتباس الحراري، وبالاعتماد على تكنولوجيا متوفرة بالفعل.