Neutrino Energy – استخدام الإشعاع الكوني لتوليد طاقة المستقبل

من المتوقع أن تتجاوز الطاقة الشمسية جميع أشكال الطاقة الأخرى بحلول عام 2040؛ ومع ذلك، لا يمكن أن تعمل إذا لم تكن الشمس مشرقة. إدخال طاقة النيوترينو ومكعبات قوتها التي يمكنها حصاد طاقة البيئة حتى في الظلام الدامس. طلال الحسيني يناقش إمكاناتهم.

أثبت عالمان مستقلان، هما آرثر ماكدونالد من كندا وتاكاكي كاجيتا من اليابان، في عام 2015 أن النيوترينو، وهي نفاثات صغيرة من الجسيمات الكونية التي تخترق كل شيء تقريبًا في الكون، لها كتلة في الواقع. بالإضافة إلى ذلك، فإن المعادلة E = mc2 وفقًا لنظرية النسبية لأينشتاين تنص على أن كل شيء له كتلة له طاقة أيضًا. حصل العالمان على جائزة نوبل الشهيرة في الفيزياء لاكتشافهما.

اتخذت مجموعة نيوترينو للطاقة الخطوة التالية التي اعتقدت سابقًا أنها مستحيلة: تسخير هذه الطاقة وأشكال أخرى من الإشعاع غير المرئي لتوليد الكهرباء. على غرار الخلايا الشمسية الكهروضوئية التقليدية، يمكن استخدام النيوترينو كمصدر للطاقة. بدلاً من التقاط النيوترينو، يتم تحويل بعض طاقتها الحركية إلى كهرباء.

تتكون خلية طاقة النيوترينو من طبقات من السيليكون والكربون مرتبطة بركيزة معدنية بدقة جراحية، بحيث يتم إنشاء صدى عند اصطدام النيوترينو. اكتشفت مجموعة نيوترينو للطاقة كيفية بناء خلية قادرة على تحويل المستوى المثالي للرنين إلى تردد طنين على موصل كهربائي ثم التقاط تلك الطاقة. الميزة الرئيسية هي أن العملية لا تتطلب الإشعاع الشمسي. يمكن لمكعبات كهرباء النيوترينو تحويل الطاقة إلى كهرباء على مدار 24 ساعة في اليوم و365 يومًا في السنة وفي أي مكان في العالم.

يوضح هولجر ثورستن شوبارت ، رئيس مجموعة نيوترينو للطاقة: “من المهم جدًا أن نفهم أنه باستخدام هذه التقنية – التي يمكن مقارنتها بالخلية الشمسية – يمكن زرع خلية شمسية صغيرة مباشرةً في أي جهاز كهربائي، وعلى وبنفس الطريقة، يمكن زرع خلية نيوترينو فولتيك صغيرة مباشرة في أي جهاز كهربائي. ”

“الفائدة هي أن الخلية الكهروضوئية الصغيرة المثبتة بالداخل لن تعمل إذا لم يكن هناك ضوء. ومع ذلك، إذا وضعت خلية نيوترينو بداخلها، فستعمل بالتأكيد. ”

يعمل العلماء في فرع برلين التابع لمجموعة نيوترينو للطاقة على تطوير أول أدوات تكنولوجية تعمل بالنيوترينو. وفقًا للأعمال التجارية، فإن المرحلة الأولى هي إنتاج هاتف محمول يمكن شحنه مباشرة باستخدام النيوترينو وأشكال أخرى من الإشعاعات غير المرئية، دون الحاجة إلى كابل.

“الهاتف المحمول هو المكان الذي سنبدأ فيه عملنا مع خلية النيوترينو”. وفقًا لشوبارت ، “سيظل الهاتف المحمول مزودًا ببطارية، لكن هذه البطارية ستعمل كمخزن مؤقت عندما يكون هناك حاجة كبيرة للطاقة”. على سبيل المثال، بالنسبة لبث الوسائط أو في حالة تشغيل مكبر الصوت، ستحتاج إلى طاقة أكثر مما توفره النيوترينو.

يتمثل هدف الشركة طويل المدى في إثبات أنه يمكن استخدام طاقة النيوترينو لتشغيل السيارات الكهربائية، وعلى المدى الطويل، في أحياء سكنية بأكملها. لن يحتاج العملاء إلى الاعتماد على مصادر الطاقة التقليدية أثناء استخدام مكعبات الطاقة بسبب قدرتها على توفير كل من الحرارة والكهرباء.

“في المستقبل، سنتمكن من إنشاء مكعبات طاقة نيوترينو قادرة على تشغيل منازل بأكملها.” ستعمل بنفس الطريقة التي تعمل بها الطاقة الشمسية للأفراد المحظوظين بما يكفي للحصول على ضوء الشمس الكافي في مساحة كبيرة من مساحة السطح. ومع ذلك، فإن الغالبية العظمى من الأفراد ليس لديهم هذا. ليس هناك ما يكفي من أشعة الشمس والشمس لا تشرق بشكل يومي في غالبية مناطق العالم المعاصر.

 

يمكن استبدال البنية التحتية القديمة غير الفعالة بمكعبات الطاقة
يتمثل أحد أصعب جوانب نشر مكعبات طاقة النيوترينو في تجديد النظام الحالي لإنتاج الطاقة ونقلها، والذي كان يهدف إلى توفير طاقة كهربائية عالية السعة عبر مسافات شاسعة. باستخدام طاقة النيوترينو، سيتعين علينا إعادة هندسة نظامنا “. لدينا حاليا نظام واحد في المكان. يقول شوبارت: “تنتشر محطات الطاقة الكبيرة في جميع أنحاء التضاريس، ويتم توصيل الطاقة عبر مئات الكيلومترات عبر التيار المتردد مع خسائر كبيرة قبل نقلها إلى جهاز معين عبر التيار المباشر”.

“لقد تم وضع الأساس لهذا النظام منذ أكثر من قرن ونصف. عندما يبدأ قرن النيوترينو، نريد إجراء تعديلات على النظام أيضًا. نظرًا لأن الأدوات الكهربائية الحديثة تحتاج إلى كمية متناقصة من الطاقة، فليس من الضروري استخدام مثل هذا المصدر القوي للطاقة. من المنطقي أكثر تحويل هذه الطاقة مباشرة في الموقع حيث تكون مطلوبة لإنتاج الكهرباء.

ومع ذلك، كيف تقارن نفقات طاقة النيوترينو بتلك الخاصة بمصادر الطاقة الحالية؟

يقول شوبارت ، “سوف يذهلك ذلك حقًا.” لقد قررنا أن النفقات أقل من 50 في المائة من الطاقة الشمسية. وهي أرخص بكثير من الطاقة التي نستخدمها الآن. ”

 

مصدر طاقة أكثر خضرة
قد تمكن التكنولوجيا الجديدة الأجيال القادمة من تلبية احتياجاتها من الطاقة دون الحاجة إلى بنية تحتية غير فعالة، أو التنافس على موارد طبيعية محدودة، أو عبء بيئي، مما يتطلب اتخاذ إجراءات فورية لمنعها من أن تصبح كارثة مناخية. “إنه بلا شك أفضل للبيئة لأنه يقضي على جميع التداعيات السلبية لحرق الوقود الأحفوري، مثل تغير المناخ”، كما يقول.

“المشكلة هي أن الناس يريدون نظامًا ينتج كميات هائلة من الطاقة.” لن نحتاجه في المستقبل. في المستقبل، لن تحتاج إلى 220 فولت كما هو الحال في ألمانيا أو 110 فولت في الولايات المتحدة لتلفزيونك. انت لست بحاجة اليه. ”

وفقًا لشوبارت ، لن يستمتع المستهلكون فحسب، بل منتجي الطاقة أيضًا، بمزايا تقليل استخدام الطاقة. سوف يسعد منتجو الطاقة عند تغيير النظام واستبداله بنظام الجهد المنخفض 12/24 / 48V DC ، وهو مثالي لأي نوع من المعدات الكهربائية تقريبًا. هذا النوع من إدارة الطاقة أكثر كفاءة وملاءمة لهم بشكل ملحوظ، “يشرح.

منذ ما يقرب من قرن من الزمان، كان هناك العديد من الأجهزة الصناعية التي تتطلب طاقة قوية. ربما يكون 220 فولت كافيًا لذلك، لكن الأدوات الكهربائية تطورت بشكل كبير على مدار العشرين إلى 30 عامًا الماضية، لكننا نواصل استخدام الطريقة القديمة. “طاقة النيوترينو هي قوة المستقبل.”