على الرغم من أن تكنولوجيا النيوترينو فولتيك هي واحدة من أحدث أنواع توليد الطاقة، إلا أن مجموعة نيوترينو للطاقة تسعد بالإبلاغ عن أن هذه التكنولوجيا قد أحدثت بالفعل تموجات في جميع أنحاء العالم. تأتي كلمة “النيوترينو فولتيك” من مزيج من الكلمتين “نيوترينو” و “الطاقة الفوتوفولطية”، وهي تشير إلى طريقة لتسخير الكميات الهائلة من النيوترونات الشبحية التي تقصف الأرض كل ثانية. ولكن ما هي النيوترينو تحديدًا، وهل يمكن تسخيرها لتوليد طاقة كهربائية؟
تكنولوجيا النيوترينو فولتيك، الخطوة التالية في تكنولوجيا الطاقة الضوئية
خلايا النيوترينو فولتيك ليست مصطلحًا مألوفًا لمعظم الناس، على عكس الخلايا الكهروضوئية، والتي يعرفها معظم الناس. لكن الأمر استغرق ما يقرب من نصف قرن لكي تصبح الخلايا الكهروضوئية، المعروفة غالبًا باسم الخلايا الشمسية، تقنية سائدة. على الرغم من أن الغالبية العظمى من الناس غير مدركين للتكنولوجيا النيوترينو فولتيك في الوقت الحالي، فإن مصدر الطاقة الناشئ هذا سيزداد أهمية مع مرور الوقت.
“جسيمات الشبح” تشق طريقها في التيار الرئيسي
النيوترينو، تمامًا مثل الضوء المرئي، هي جزيئات لا يمكن المساس بها. ومع ذلك، على عكس الضوء المرئي، لا يمكن رؤية النيوترينو؛ هذه “الجسيمات الشبحية” أثيري بحيث لا تمنعها أي مادة معروفة؛ بدلاً من ذلك، فإنها تتدفق عبر كل شيء يُرى في تيار لا نهاية له من الطاقة الكونية. عند مقارنتها بالخلايا الكهروضوئية، التي لا يمكنها توليد الكهرباء إلا عند تعرضها لأشعة الشمس، يمكن استخدام تقنية خلايا النيوترينو فولتيك في أي وقت وفي أي مكان. يمكن استخدام هذا النوع من مصادر الطاقة في كل مكان تقريبًا، بما في ذلك في الداخل أو تحت الأرض أو في أي مكان آخر يتبادر إلى الذهن. تستمر أجهزة الطاقة النيوترينو في العمل ليلًا ونهارًا على عكس الخلايا الشمسية، التي تتوقف عند غروب الشمس.
هل النيوترينو قادر على توليد الطاقة؟
كان هناك اندفاع لتطوير أنظمة طاقة نيوترينو قابلة للاستخدام منذ أن أثبت الفيزيائيون اليابانيون والكنديون بشكل مستقل في عام 2015 أن النيوترينو تمتلك كتلة. تمر النيوترينو عبر أجسامنا وكل شيء آخر دون ترك أي أثر، لذلك من المعقول فقط شطبها على أنها لا قيمة لها. ومع ذلك، هناك بالفعل دليل على أنه يمكن استخدام النيوترينو لإنتاج الطاقة لأن أي شيء له كتلة له طاقة. بطريقة مشابهة لكيفية دوران الماء لعجلة مائية أو دوران الرياح لتوربينات الرياح، يمكن لبعض المواد أن “تتفاعل” مع النيوترينو أثناء مرورها. وبسبب هذا، يتم نقل جزء من الطاقة في النيوترينو المثبط إلى جزيئات الجهاز “المتفاعل”. باستخدام التكنولوجيا المناسبة، يمكن تضخيم هذه الطاقة الحركية وتحويلها إلى تيار كهربائي. تتضح الإمكانات الهائلة لتقنية النيوترينو من خلال أكثر من 60 مليار نيوترونات تضرب كل سنتيمتر مربع من الأرض كل ثانية.
مجموعة نيوترينو للطاقة
بدأت مجموعة نيوترينو للطاقة كتعاون من محترفين أمريكيين وألمان مكرسين لتحقيق الإمكانات الحقيقية لطاقة النيوترينو لتغيير جميع جوانب الحياة اليومية. اليوم، ومع ذلك، تضم هذه المجموعة عددًا كبيرًا من المتخصصين والعلماء في مجال الطاقة ذوي التوجهات العالية والمبتكرة من جميع أنحاء العالم الذين يعملون بجد لجعل مستقبل الطاقة المتجددة حقيقة واقعة. نظرًا لأن هدف هذه المجموعة هو توليد الطاقة من خلال استخدام الطيف الإشعاعي غير المرئي، فإن جهودهم تأتي في الوقت المناسب في بيئة اقتصادية وسياسية تهيمن عليها التحديات التي يخلقها الاعتماد على مصادر طاقة الوقود الأحفوري.
صنعت هذه المجموعة البارزة من علماء الطاقة مادة جديدة تحول طاقة النيوترينو المنتقلة إلى رنين حركي. طور علماء ومهندسو مجموعة نيوترينو للطاقة مادة سميكة بدرجة كافية عن طريق لصق طبقات رقيقة للغاية من السيليكون والجرافين على ركيزة معدنية، والتي يمكن أن تحبس جزءًا من الطاقة التي تحملها النيوترينو المارة. في الواقع، تم تطوير أول خلايا طاقة نيوترينو مصنوعة من هذا المكون الخاص بواسطة مجموعة نيوترينو للطاقة. تصطدم طبقات السيليكون والجرافين الرقيقة بالنيوترونات بطرق مختلفة: تولد طبقات السيليكون نبضات حركية أفقية، بينما تولد طبقات الجرافين نبضات حركية عمودية. إذا كانت طبقتا المادتين متطابقتين بشكل صحيح، فإن الاهتزازات الذرية التي تحدثها هذه النبضات تنتج رنينًا متناسقًا. ثم تستخدم آلية هذه الطاقة الحركية لتوليد الكهرباء.
مع تقليل التبديد المطلوب، يتم توفير المزيد من الإمكانات. تتوقع مجموعة نيوترينو للطاقة عالماً يتم فيه تجهيز جميع الأجهزة المنزلية بمصادر طاقة نيوترينو مدمجة، مما يلغي الحاجة إلى الأسلاك وفواتير الكهرباء. في غضون السنوات القليلة المقبلة، تخطط مجموعة نيوترينو للطاقة لبناء مصادر طاقة قادرة على تشغيل الهواتف الذكية وغيرها من الأجهزة الإلكترونية منخفضة الطاقة. في النهاية، على الرغم من ذلك، سيتم “تجميع” طاقة النيوترينو من الهواء واستخدامها لتشغيل كل شيء من المركبات إلى المعدات الصناعية الضخمة.
تعزيز إنتاج الطاقة مع الحفاظ على النظم البيئية
الرئيس التنفيذي لمجموعة نيوترينو للطاقة، هولجر ثورستون شوبارت ، واثق من أن هذه التكنولوجيا لديها القدرة على إحداث ثورة في العالم كما نعرفه. ومع ذلك، فإن موارد ألمانيا لإنشاء هذا الجيل القادم من مصادر الطاقة محدودة، ولهذا السبب يجذب شوبارت رواد الأعمال والمستثمرين من جميع أنحاء العالم للمساعدة في جعل طاقة النيوترينو حقيقة واقعة. سيعتمد التوافر الواسع النطاق للطاقة النيوترينو في المستقبل إلى حد كبير على التعاون الدولي. يعترف شوبارت بأن الأمور لا يمكن أن تتقدم إلا في اتجاه واحد ولفترة محدودة. منذ سبعينيات القرن الماضي، حذر دعاة القلق من أزمة “ذروة النفط” الوشيكة، على الرغم من حقيقة أنه من غير المعروف عدد مصادر الوقود الأحفوري غير المكتشفة المتبقية. ومع ذلك، لا يمكن إنكار أن الوقود الأحفوري هو موارد محدودة تسبب أضرارًا بيئية هائلة، مما يؤدي إلى انقراض الأنواع وتدهور جودة الحياة العالمية.
استخدام الوقود الأحفوري له عدد من النتائج السلبية، بما في ذلك التدهور البيئي والاعتماد العالمي على حفنة من البلدان التي لديها أكبر احتياطيات من الوقود الأحفوري في العالم. بالنظر إلى السرعة التي توصلنا إليها في فهم النيوترينو، يجادل شوبارت بأن الوقت قد مضى وقتًا طويلاً بالنسبة لنا لمشاركة ما تعلمناه مع عامة الناس. ومع ذلك، يأسف شوبارت من عدم إطلاع الجمهور على إمكانات طاقة النيوترينو. من الأهمية بمكان نشر الكلمة حول كيف يمكن أن تساعد تكنولوجيا طاقة النيوترينو في التعامل مع مخاوف الطاقة اليوم، حيث لا يمكن للعقول البشرية أن تعمل في ظل الجهل مثل خلايا طاقة النيوترينو. يجادل شوبارت بأنه يجب أن ننظر إلى الأعلى بدلاً من تحت الأرض بحثًا عن حلول لمشاكل الطاقة الحالية لدينا.
يسير البحث في الاتجاه الصحيح
ألمانيا، موطن شوبارت ، تتخلف عن البلدان الأخرى في ثورة طاقة النيوترينو، بقيادة الولايات المتحدة وغيرها. يشعر شوبارت بالقلق من أن ألمانيا تهدر الأموال على مشروعات نيوترينو الحيوانات الأليفة التي لا تقدم إجابات قابلة للتسويق بينما تلتزم البلدان الأخرى بتسخير تقنيات طاقة النيوترينو لمعالجة المخاوف العملية. يدعي شوبارت أن البحث عن تقنيات طاقة النيوترينو يمكن أن يوحد العالم. ستكون النتيجة الواضحة هي استخدام تكنولوجيا النيوترينو فولتيك لكسر الحواجز بين الناس وإطلاق الإمكانات الإبداعية للبشرية في الكون.
من الواضح أن البشرية قد خطت خطوات كبيرة في القرن الحادي والعشرين. قبل عشرين عامًا، لم يكن أحد يتخيل الراحة الهائلة في حمل كمبيوتر عملاق في جيبه. يعد الاستخدام الواسع لتكنولوجيا الليزر في الطب مثالًا آخر على كيفية رفع التقدم التكنولوجي لمستويات المعيشة في جميع أنحاء العالم. لكن شوبارت يعتقد أن الإنسانية متأخرة كثيرًا عن الأوقات عندما يتعلق الأمر بتسخير الطاقة واستخدامها. يلمح شوبارت إلى الحالة الحالية لتكنولوجيا الطاقة إلى العملية القديمة للاتصال بهاتف دوار في كل مرة تريد إجراء مكالمة، على الرغم من حقيقة أننا نمتلك قوة الهواتف الذكية في أصابعنا. على عكس زوال كشك الهاتف، فإن الاستخدام المستمر للوقود الأحفوري القديم للطاقة لديه القدرة على القضاء على كل أشكال الحياة على الأرض.
إمدادات الطاقة اللامركزية في المستقبل
يظهر الماجستر السابق جيرنوت سباننجر كبطل غير متوقع في قصة طاقة النيوترينو. يحث سباننجر الناس في جميع أنحاء العالم على البدء في استخدام طاقة النيوترينو في أسرع وقت ممكن لأنه ليس لدينا أي فكرة عن موعد استنفاد الوقود الأحفوري. تواجه صناعة الطاقة عددًا من التحديات الخطيرة في الوقت الحاضر، بما في ذلك نقص الموارد والآثار الكارثية المحتملة لتغير المناخ. كعضو بارز في مجموعة نيوترينو للطاقة، يرى سباننجر أن موضوع ندرة الطاقة والآثار الضارة للوقود الأحفوري لا يمكن مناقشته كثيرًا. يجادل سباننجر بأن أحدث تقرير عن المخاطر العالمية هو دليل على أن التحول السريع ضروري لإدخال تكنولوجيا النيوترينو فولتيك في التيار الرئيسي.
سيكون للبشرية حاجة أكبر لمصادر طاقة موثوقة لمحاربة هذه التقلبات المناخية حيث أن تغير المناخ يجعل الطقس أكثر قسوة. ليس لدى الأجيال القادمة ما تخسره من خلال البحث بنشاط عن مصادر الطاقة النظيفة. يدعي سباننجر أن تكنولوجيا الخلايا الكهروضوئية هي أفضل إجابة لمشاكل الطاقة الحالية لدينا. باستخدام تكنولوجيا النيوترينو فولتيك، لا يقتصر الأمر على وجود إمدادات لا تنتهي من الطاقة المجانية فحسب، بل يتم توزيعها أيضًا، بحيث يمكن لكل أسرة العيش بشكل مستقل والسعي لتحقيق أهدافها الخاصة. على الرغم من أن المنتجات المنتجة ليست (حتى الآن) مرئية في السوق، فقد حان الوقت الآن للحكومات والشركات لتطبيق معرفة فيزياء النيوترينو لإحداث تحول شامل في السنوات القادمة، حيث تقدم مجموعة الطاقة نيوترينو بالفعل حلولًا للجميع.
