Neutrino Energy – أوجد العلم طريقة لتوليد الكهرباء من مجالات الطاقة من حولنا

إن بداية تجزئة السوق العالمية، التي لوحظت نتيجة المواجهة بين روسيا والدول الغربية، هي في الواقع عملية لا مفر منها. سوف تتنافس التحالفات المشكلة مع بعضها البعض بشدة، وخاصة في الاقتصاد، وسيكون العامل الحاسم في ذلك هو امتلاك التقنيات المتقدمة في مختلف المجالات.

يُظهر الوضع السياسي الحالي في العالم أن البنية التحتية للطاقة معرضة بشكل أساسي لخطر التدمير، لأنها تؤدي إلى انهيار كامل للاقتصاد. إن إنشاء نظام توليد الطاقة الأكثر توزيعًا على أراضي الدولة ليس له أهمية اقتصادية فحسب، بل أهمية عسكرية وسياسية استراتيجية أيضًا. لكن يجب أن يفي نظام توليد الطاقة الموزع بالمتطلبات البيئية التي تستبعد انبعاثات غازات الاحتباس الحراري في الغلاف الجوي، مع تقليل العبء المالي الحرج على المستهلك.

لا تفي أي من تقنيات توليد الطاقة الحالية، بما في ذلك الطاقة الشمسية وتوليد الرياح، بالمعايير المدرجة، لأنه، إلى جانب الاعتماد المباشر على الظروف الجوية، يصبح تراكم الألواح الشمسية وتوربينات الرياح في مناطق واسعة هدفًا ضعيفًا بسهولة. مع أخذ جميع العوامل الإستراتيجية بعين الاعتبار، فإن الهدف الرئيسي لنظام توليد الكهرباء الموزع هو الكفاءة الاقتصادية: فكلما اقترب مصدر الكهرباء من المستهلك، انخفضت الخسائر في شبكة الكهرباء، وكذلك تكاليف بنائها وصيانتها. لقد حددت دول الاتحاد الأوروبي هدفًا يتمثل في التخلص التدريجي من طاقة الوقود الأحفوري بحلول عام 2050. إنها مهمة شاقة، لكنها مهمة قابلة للتحقيق.

في ألمانيا، اقترحت شركة العلوم والتكنولوجيا الخاصة مجموعة نيوترينو للطاقة تزويد نيوترينو باور كيوب الفردية بمولدات طاقة من 5-10 كيلو واط * ساعة للمباني السكنية. هذه المولدات صغيرة الحجم ولن تشغل مساحة كبيرة في مساحة المعيشة. سيتم إنتاج مكعب نيوترينو للطاقة بقدرة صافية تبلغ 5-6 كيلو واط * ساعة كخزانة تحكم، مقسمة بشكل مشروط إلى قسمين: قسم التوليد، حيث يتم تثبيت وحدات التوليد، وقسم تثبيت نظام التحكم.

سيكون لمقصورة توليد الطاقة من النيوترينو باور كيوب بسعة صافية تبلغ 5-6 كيلو واط * ساعة أبعاد 800 × 400 × 600 مم ويزن حوالي 50 كجم. ستحتوي حجرة نظام التحكم على محولات لتحويل التيار المستمر إلى تيار متردد عند 220 فولت و380 فولت. يحتوي النيوترينو باور كيوب أيضًا على مقبس تيار مستمر للتوصيل المباشر بجهاز كمبيوتر والعديد من الأجهزة والأدوات. لا تحتوي مكعبات نيوترينو للطاقة على أجزاء دوارة؛ لذلك فهي لا تولد أي ضوضاء أو انبعاثات ضارة يمكن أن تزعج حياتك بشكل مريح. تعتمد القدرة الصافية التي يولدها النيوترينو باور كيوب على فقد الطاقة أثناء تحويل التيار المباشر إلى تيار متناوب عند 220 فولت و380 فولت، لذا فإن لمكعب نيوترينو للطاقة ناتج طاقة صافٍ يبلغ 5-6 كيلو واط * ساعة بإجمالي الطاقة خرج 7 كيلو واط * ساعة.

يحتوي المصدر الذي تبلغ قوته الصافية 5-6 kW * h على 6 وحدات لتوليد الطاقة؛ مصدر بقدرة صافية من 10-12 كيلو واط * ساعة يحتوي على 12 وحدة لتوليد الطاقة. تسمح ميزات تصميم النيوترينو باور كيوب بزيادة الطاقة اللازمة عن طريق توصيل وحدات توليد طاقة إضافية، تتكون كل منها من مجموعة من ألواح رقائق معدنية معبأة بكثافة مع مادة نانوية متعددة الطبقات مطبقة على جانب واحد. لوحة واحدة 200x300mm تولد جهد 1.5 فولت وتيار 2 أمبير. ينتج عن تطبيق طلاء متعدد الطبقات على جانب واحد من الرقاقة أعمدة مختلفة: الجانب المطلي له قطب موجب والجانب غير المطلي قطب سالب، مما يسمح بوضعهما فوق الآخر والضغط معًا لتشكيل محكم وثابت. اتصال لوحة. سيبدأ الإنتاج التجاري المرخص لمكعبات نيوترينو للطاقة في سويسرا في أواخر عام 2023 أو أوائل عام 2024.

لماذا تعتبر تكنولوجيا النيوترينو فولتيك الجديدة ابتكارًا رائدًا في صناعة الطاقة؟
لأول مرة، نجح العلماء بقيادة الباحث وعالم الرياضيات الألماني هولجر ثورستن شوبارت في إنشاء مادة نانوية قادرة على تحويل طاقة مجالات الإشعاع المحيطة من الطيف غير المرئي إلى تيار كهربائي. في الواقع، لقد نجحوا في إنشاء مولد بدون وقود (FGD) مما يسمى “الطاقة الحرة”. على عكس العديد من الباحثين الذين يدرسون جدوى BTG استنادًا إلى دوار مولد دوار، فإن BTG التابعة لمجموعة نيوترينو للطاقة لا تحتوي على أجزاء متحركة، مما يزيد بشكل كبير من موثوقيتها التشغيلية، كما أن عدم وجود ضوضاء واهتزاز أثناء تشغيلها يزيل أي قيود على وضعها. في مساحة المعيشة أو العمل.

تنص براءة الاختراع على أن العلماء طبقوا مادة متعددة الطبقات مصنوعة من طبقات متناوبة من الجرافين والسيليكون المخدر على جانب واحد من رقائق الألومنيوم. يتضمن التركيب الأمثل لهذه المادة 12 طبقة متناوبة من الجرافين والسيليكون بنسبة إجمالية 75/25٪. لتحسين الكفاءة والموثوقية، يتم تطبيق المادة النانوية على الرقاقة المعدنية تحت ظروف الفراغ في غياب الأكسجين.

ما هو الدور الذي يلعبه الجرافين في تكنولوجيا النيوترينو فولتيك؟
يعد استخدام الجرافين في مادة نانوية أمرًا مشروعًا، حيث إنه المادة الوحيدة المعروفة للعلم اليوم القادرة على “حصاد” الطاقة من البيئة. نظرًا لوجود شبكة بلورية سداسية، تؤدي اهتزازات ذراتها إلى ظهور “موجة جرافين” على سطحها، والتي يمكن ملاحظتها تحت المجهر بدقة عالية. يتساءل الكثير من الناس عن سبب استخدام الجرافين بدلاً من الجرافيت، على سبيل المثال. أظهرت التجارب التي أجرتها مجموعة نيوترينو للطاقة، والتي تم تأكيد نتائجها لاحقًا بشكل مستقل من قبل ETH الأستاذة فانيسا وود وزملاؤها، أنه عندما يتم تصنيع المواد بأحجام أصغر من 10-20 نانومتر، فهذا يعني 5000 أرق بمرات من شعر الإنسان، اهتزازات الطبقات الذرية الخارجية على سطح الجسيمات النانوية كبيرة وتلعب دورًا مهمًا في كيفية تصرف المادة. هذه الاهتزازات الذرية، أو “الفونونات” ، مسؤولة عن كيفية انتقال الشحنة الكهربائية والحرارة في المواد.

مع الأخذ في الاعتبار أنه إذا كانت اهتزازات ذرات الجرافين، على سبيل المثال، أقوى 100 مرة من اهتزازات ذرات السيليكون، فإن تراكب تردد التأثير الخارجي لمجالات الإشعاع المحيطة، بما في ذلك تأثير النيوترينو، على التردد الداخلي من اهتزازات موجة الجرافين، الناتجة عن الحركة البراونية الحرارية لذرات الجرافين، تكثف هذه الاهتزازات وتؤدي إلى صدى الاهتزازات الذرية. تمكّن التذبذبات الذرية في الرنين من الارتداد المعزز للإلكترون عند التلامس مع السيليكون المخدر. استخدام الجرافين الخالي من الشوائب واستخدام المنشطات “يجبر” إلكترونات الجرافين على التدفق في نفس الاتجاه، أي يتم توليد تيار كهربائي. التأثير الكلي هو ما يسميه الفيزيائيون “التشتت المائل”، حيث تنحرف سحب الإلكترونات حركتها في نفس الاتجاه.

وتعليقًا على الجدل المثير للجدل في المجتمع العلمي والصحافة الدولية حول تأثير النيوترينو على حجم اهتزازات ذرات الجرافين، ينتقد هولجر ثورستن شوبارت مدى بقاء الجمهور في حالة عدم اليقين بشأن إمكانيات توليد الطاقة الجديدة على الرغم من حقيقة أن الحالة الحالية للمعرفة في فيزياء جسيمات النيوترينو ذات الكتلة تقدم حلولًا حقيقية للمشاكل الحالية من خلال مناهج جديدة بشكل أساسي. يقول العلماء في مجموعة نيوترينو للطاقة: “جسيمات الطيف غير المرئية قادرة على تزويد الناس بالطاقة يومًا بعد يوم أكثر من أي موارد أحفورية متضائلة في العالم”. وفقًا لهم، يجب أن يركز البحث الحالي على كيفية تسخير مجال الطاقة اللانهائي من حولنا لتوليد الطاقة في المستقبل بدلاً من الاستمرار في “حفر الأرض”، كما حدث لمئات السنين.

Neutrino Energy – مصدر طاقة المستقبل اللامحدود

أصبحت النيوترينوات مؤخرًا موضوع عدد كبير من الدراسات والاكتشافات، والتي فتحت الباب أمام إمكانية تطوير تقنيات جديدة مدعومة بالطاقة اللامحدودة التي تنبعث من النيوترينوات وأشكال أخرى من الإشعاع غير المرئي. يمكن استبدال الهواتف الذكية وشاشات التلفزيون وساعات اليد والأضواء وأجهزة الكمبيوتر والثلاجات وآلات القهوة وأفران الميكروويف وأي معدات أخرى تتطلب طاقة للعمل بمنتج يعمل بالنيوترينو يلغي الحاجة إلى المقابس والبطاريات وشحن شبكة الطاقة.

وضعت العديد من أكبر الشركات في العالم رهانات كبيرة على تطوير طرق جديدة لتسخير الطاقة الكهربائية. ومع ذلك، لم يحقق أي منها مستوى النجاح الذي حققته مجموعة نيوترينو للطاقة في آخر 2-3 سنوات. في هذا الصدد، حققت رحلتهم نجاحًا هائلاً. شهدت الشركة، التي يقع مقرها الرئيسي في برلين، نموًا هائلاً. بفضل تقنية النيوترينو فولتيك الخاصة بهم والتي تجسد معنى السلام والحرية، فإن المجتمع العلمي بأكمله في جميع أنحاء العالم في حالة من الرهبة. سيتمكن العالم قريبًا من مشاهدة نوع جديد من توليد الطاقة الدائم والمفيد بيئيًا.

في عام 2015، كشف عالمان مستقلان، تاكاكي كاجيتا من اليابان وآرثر ماكدونالد من كندا، أن النيوترينوات – حزم صغيرة من الجسيمات الكونية التي تتغلغل في كل شيء تقريبًا في الكون – لها كتلة في الواقع. علاوة على ذلك، كما أثبتت نظرية النسبية الخاصة لأينشتاين E = MC2، كل شيء به كتلة يحتوي على طاقة. بسبب عملهما، تم تكريم كلا العالمين بجائزة نوبل في الفيزياء لاكتشافاتهما.

كانت الخطوة التالية، التي اتخذتها مجموعة نيوترينو للطاقة، هي تحقيق ما كان يُعتبر سابقًا مستحيلًا – تسخير تلك الطاقة لإنتاج الطاقة. من حيث الجوهر، فإن استخدام النيوترينوات وغيرها من الإشعاعات غير المرئية كمصدر للطاقة يشبه استخدام الخلايا الشمسية الكهروضوئية. بدلاً من التقاط النيوترينوات وغيرها من الإشعاعات غير المرئية، يتم استخراج جزء من طاقتها الحركية وتحويلها إلى طاقة. تستخدم تقنية النيوترينو فولتيك التي طورتها مجموعة نيوترينو للطاقة مادة نانوية متعددة الطبقات مصنوعة من الجرافين والسيليكون المخدر. الجرافين قادر على التقاط الكهرباء من البيئة، وهو ما أكده العديد من العلماء في السنوات الأخيرة. ومع ذلك، نظرًا لانخفاض تيار الجرافين والجهد الكهربي لكل وحدة سطح، لا يمكن استخدامه لإنتاج الطاقة. طورت مجموعة نيوترينو للطاقة مادة نانوية مولدة متعددة الطبقات زادت من الطاقة المستلمة لكل وحدة من منطقة العمل بأوامر من حيث الحجم.

إن إمكانات طاقة النيوترينو لا حدود لها بشكل ملموس؛ على سبيل المثال، لا تواجه خلايا النيوترينو فولتيك نفس العقبات التي تواجهها مصادر الطاقة المتجددة الأخرى من حيث الكفاءة والموثوقية. يمكن إنتاج طاقة النيوترينو باستمرار حتى عندما لا تكون الشمس مشرقة والرياح لا تهب. هذه ميزة كبيرة، لأنها تتيح للتكنولوجيا إنتاج الطاقة بشكل مستمر، على مدار الساعة طوال أيام الأسبوع. نظرًا لحقيقة أن النيوترينو تمر عبر جميع المواد الطبيعية والطبيعية تقريبًا مع القليل من المقاومة، فقد يتم نشر أجهزة النيوترينو فولتيك في الداخل والخارج، وكذلك تحت الماء. تستمر النيوترينو في قصف الأرض بشكل مستقل عن الظروف المناخية، مما يجعل تكنولوجيا النيوترينو فولتيك أول ابتكار إنساني للطاقة المستدامة بالكامل.

ميزة أخرى رائعة حول طاقة النيوترينو هي أنها مصدر للطاقة لا تتطلب أنظمة تخزين الطاقة. حتى على نطاق متواضع، تتمتع تكنولوجيا النيوترينو فولتيك بالقدرة على تخفيف عبء مصادر الطاقة المتجددة التي تعتمد على التخزين. حتى إذا كانت طاقة النيوترينو تلبي 10 بالمائة فقط من احتياجات الطاقة لشبكة الطاقة المتجددة، فإنها تلغي الحاجة إلى تخزين 10 بالمائة من كهرباء هذا النظام في البطاريات.

اللامركزية هي جوهر جاذبية تكنولوجيا النيوترينو فولتيك. بينما لا يمكن إنتاج الطاقة من الوقود الأحفوري إلا في المناطق الحضرية ومعظم الأسر تفتقر إلى الألواح الشمسية أو توربينات الرياح، يمكن دمج أجهزة النيوترينو فولتيك مباشرة في الهواتف المحمولة والأجهزة والمركبات والقوارب، مما يجعل تخزينها أو تبديدها غير ضروري عن طريق نقلها حول المدينة.

ومع ذلك، فإن قطاع الطاقة ليس الوحيد الذي يستفيد من الإمكانات غير المحدودة للنيوترينو؛ تتمتع صناعة التنقل الكهربائي أيضًا بمزايا كبيرة. في حين أن غالبية مستخدمي السيارات الكهربائية لا يزالون يستمدون الطاقة من مقبس كهربائي، فإن أي شيء يتم تشغيله بواسطة تقنية خلايا النيوترينو فولتيك يستمد الطاقة من البيئة. نظرًا لأن محرك الاحتراق الداخلي لم يتم تصميمه لهذا النوع من الطاقة، فلم يهتم به أحد حتى الآن. ومع ذلك، بالنسبة للمركبة الكهربائية، فإن الطاقة المحيطة تشبه مضخة الوقود الثابتة، واندفاع الأشعة الكونية اللانهائي من الشمس والضوء والنيوترونات وغيرها من الإشعاعات غير المرئية.

حقق مشروع Car Pi نجاحًا باهرًا بفضل مجموعة نيوترينو للطاقة المرموقة في برلين، ألمانيا. تعمل الشركة جاهدة على تطوير وبناء وتصنيع Car Pi إلى سيارة فريدة من نوعها تستمد طاقتها ببساطة من البيئة – مستقلة تمامًا عن الكهرباء “غير الشريفة” التي تأتي من احتراق الوقود الأحفوري. جعل هذا الاختراع أحد أكثر المهام طموحًا التي قامت بها البشرية على الإطلاق، وهو يقترب من أن يصبح حقيقة.

تولد هذه السيارة الاستثنائية طاقتها الخاصة من خلال تسخير النيوترينو وغيرها من الإشعاعات غير المرئية، مما يجعلها أول سيارة في العالم لا تتطلب إعادة الشحن في محطة شحن عادية، وبدلاً من ذلك تسحب ما تحتاجه لتدور بشكل دائم، سواء كانت متحركة أم لا. اعتمادًا على الظروف، فإن مجرد ترك السيارة بالخارج لمدة ساعة واحدة يمكن أن يوفر ما يصل إلى 100 كيلومتر من المدى.

ليست السيارات الكهربائية هي الوحيدة التي ستستفيد بفضل النيوترينو وغيرها من الإشعاعات غير المرئية. بعد نجاح مشروع Car Pi، ستنتقل مجموعة نيوترينو للطاقة إلى مشروع Nautic Pi كخطوتها التالية. لغرض تكييف التكنولوجيا مع اليخوت والقوارب الكهربائية، سيتم توظيف أكثر من ألف مهندس، وسيتم استثمار أكثر من مليار دولار. سيمكن ذلك هذه السفن من الإبحار في المحيطات دون استخدام قطرة واحدة من الوقود الأحفوري، ولن تكون مطلوبة لتخزين الطاقة في البطاريات.

طاقة النيوترينو هي طاقة المستقبل الحقيقية، وذلك بفضل عمل مجموعة نيوترينو للطاقة وتقنيتها النيوترينو فولتيك الرائعة. تمتلك البشرية الآن حلاً موثوقًا طال انتظاره لمعضلة الطاقة الحالية. نأمل أن نعيش في عالم أفضل وأكثر صداقة للبيئة في السنوات القادمة نتيجة لجهودهم وجهود الآخرين الذين نأمل أن يسيروا على خطىهم.

Neutrino Energy – مستقبل توليد الطاقة الذي يمكن الاعتماد عليه

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.

Neutrinovoltaic – المفتاح لمعالجة أزمة الطاقة والمناخ العالمية

في ضوء البيئة العالمية المتدهورة وفي محاولة لتقليل الاعتماد على واردات الوقود الأحفوري الروسي، خضع قطاع الطاقة لعملية تنويع كبيرة استجابة لتنفيذ الاستجابة. يتسم الوضع الحالي لقطاع الطاقة بنقص التقنيات الجديدة والمرنة والناضجة، ومن غير المحتمل أن يتم بناء المزيد من محطات الطاقة النووية والحرارية والمائية والشمسية في المستقبل القريب. ترتبط المصادر البديلة للطاقة على أي حال بتحويل الإشعاع الشمسي إلى كهرباء. تشع الشمس والنجوم الكونية أنواعًا مختلفة من الضوء لتشكيل الأطياف المرئية وغير المرئية، حيث يمثل الضوء المرئي جزءًا صغيرًا فقط من إجمالي الإشعاع المنبعث من الكون، ومعظم الإشعاع الكلي المنبعث من الكون من الطيف غير المرئي.

تخترق جسيمات الضوء مثل النيوترينو مع ضوء الإشعاع الشمسي، بالإضافة إلى طيف الإشعاع غير المرئي للنجوم الأخرى، الأرض من جميع الاتجاهات على مدار الساعة طوال أيام الأسبوع. ابتكر علماء من مجموعة نيوترينو للطاقة الألمانية-الأمريكية تكنولوجيا النيوترينو فولتيك، وهي مادة نانوية متعددة الطبقات مصنوعة من طبقات متناوبة من الجرافين والسيليكون، مخدر بكمية جزئية من عناصر السبائك، لتسخير قوة النيوترينو ومجالات الإشعاع الأخرى. يتمتع هذا الابتكار المذهل بإمكانيات هائلة لتغيير مشهد توليد الطاقة ويكون بمثابة مكمل حقيقي للأساليب الراسخة مثل الطاقة الشمسية وطاقة الرياح.

حدود الطاقة الشمسية
يحدث أقصى إنتاج للطاقة من الأنظمة الكهروضوئية في ظروف مشمسة ومشرقة. في حين أن الألواح الشمسية لا تزال قادرة على إنتاج الكهرباء في الأيام الملبدة بالغيوم، فإن إنتاجها أقل بكثير مما هو عليه في الأيام الصافية. نتيجة لذلك، تعمل الألواح الشمسية بفعالية طوال فصل الصيف، ولكن إنتاجها من الطاقة ينخفض بشكل كبير خلال فصل الشتاء. هناك مشكلة في العديد من مناطق العالم خلال فصل الشتاء عندما تكون الألواح الشمسية غير قابلة للتشغيل فعليًا لفترة من الوقت. علاوة على ذلك، يجب تنظيف الثلج والغبار والقذارة (من الألواح الشمسية) بشكل منتظم.

يلتزم مالكو ومشغلو الألواح الشمسية بتخزين طاقة إضافية في البطاريات للحفاظ على عمل النظام بحيث يمكن توفير الكهرباء في الليل وأثناء فترات انخفاض إنتاج الطاقة. يشكل إنتاج البطاريات عالية السعة والتخلص منها خطرًا بيئيًا كبيرًا، وحتى البطاريات الأكثر حداثة تفقد كفاءتها بمرور الوقت. تكلفة الانتقال إلى مصادر الطاقة المتجددة كبيرة بشكل عام، وتشكل الألواح الشمسية نفقات إضافية.

تمتلك النيوترينو كمية لا حصر لها من الطاقة
على عكس الخلايا الشمسية ومصادر الطاقة المتجددة الأخرى، لا تواجه خلايا النيوترينو فولتيك نفس العقبات من حيث الكفاءة والموثوقية. الشيء المهم هو أن النيوترينو تحفز الذرات في الجرافين على الاهتزاز من خلال “اختراق” الطلاءات النانوية فائقة الصلابة. تشتت نواة النيوترينو المرن المتماسك هو تفاعل النيوترينو منخفضة الطاقة مع نواة المادة، وقد تم إثبات ذلك من خلال البيانات التجريبية من بحث مجموعة COHERENT متعددة الجنسيات (CEvNS). النيوترينو عالية الطاقة، وخاصة النيوترينو عالية الطاقة وعالية الطاقة، تزيد أيضًا من اهتزاز ذرات الجرافين. على الرغم من أن فقد الطاقة أثناء مرورها عبر طلاء النانو قد يكون ضئيلًا، يمكن مقارنة هذا التفاعل بالموجة التي تم إنشاؤها عندما يتم إلقاء الحجر في الماء. ولكن هناك مشكلة: يتم إنشاء موجة “الجرافين” من خلال تدفق النيوترينو بحوالي 60 مليار جسيم في الثانية لكل سنتيمتر مربع من سطح الأرض.

يزداد ارتداد الإلكترون أضعافًا مضاعفة عندما تتلامس “موجة الجرافين” مع طبقة السيليكون المخدر، وتحدث ظواهر مثل رنين ذرة الجرافين عندما تتطابق الترددات الاهتزازية الداخلية لذرات الجرافين الناتجة عن حركتها الحرارية (الحركة البراونية) مع ترددات ذرات الجرافين تسببها جسيمات نيوترينو أو جسيمات أخرى ذات مجال إشعاعي للكتلة. من أجل توجيه إلكترونات الجرافين في اتجاه واحد، يجب كسر التناظر الداخلي للمادة النانوية، أو ما يسميه الفيزيائيون “الانقلاب”. عادة، تشعر إلكترونات الجرافين بقوى متساوية بينها، مما يعني أن أي طاقة واردة تشتت الإلكترونات بشكل متماثل في جميع الاتجاهات. باستخدام الجرافين عالي النقاء في إنشاء المواد النانوية وإضافة عناصر السبائك بموجب براءة اختراع EP3265850A1، تمكن علماء مجموعة نيوترينو للطاقة من كسر انعكاس الجرافين والتسبب في تدفق غير متماثل لإلكترونات الطاقة الواردة. لا تتأثر خلايا النيوترينو فولتيك بالطقس بأي شكل من الأشكال، ويمكنها توليد الكهرباء في أي وقت من النهار أو الليل، وتعمل في أبسط أشكالها. لهذا السبب، لم يعد تخزين الكهرباء في البطاريات الكبيرة مطلوبًا.

خلايا النيوترينو فولتيك – طاقة وتقنية المستقبل
تعمل مجموعة نيوترينو للطاقة جاهدة على تطوير تقنية النيوترينو فولتيك الخاصة بها بحيث يمكن استخدامها في مجموعة متنوعة من السياقات. نظرًا لفوائدها العديدة على الأشكال الأخرى للطاقة المتجددة، فإن تكنولوجيا النيوترينو فولتيك لديها القدرة ليس فقط على استكمال المشهد الحالي للطاقة البديلة ولكن أيضًا الاستحواذ على جزء كبير من سوق توليد الطاقة.

بدون الحاجة إلى خطوط الطاقة، يمكن تثبيت نيوترينو باور كيوب بالقرب من المكان الذي سيكون مفيدًا للغاية فيه. هذا يقلل من خسائر النقل ويحافظ على انخفاض تكاليف التشغيل. بالإضافة إلى أنه يعمل بغض النظر عن الوقت من اليوم أو السنة أو الطقس. مما يعني أنه يمكن استخدامه في مجموعة متنوعة من المواقف دون التسبب في أي مشاكل. بالإضافة إلى ذلك، سيوفر نيوترينو باور كيوب مخرجات طاقة DC وAC، ، بما في ذلك 380V.

سوف يدخل نيوترينو باور كيوب في الإنتاج الضخم في عدد من الدول خلال العامين إلى الثلاثة أعوام القادمة. في عام 2017، أنشأت الصين مركزًا للبحث والتطوير للتطبيقات النيوترينو فولتيك. سيقود المركز فريق من العلماء ذوي التعليم العالي الذين أظهروا مرارًا قدرتهم على بناء النباتات بسرعة وبجودة عالية. تتوقع مجموعة نيوترينو للطاقة تعاونًا مكثفًا مع الصين في تنفيذ النيوترينو فولتيك كجزء من “انتقال الطاقة” وانتقال الصين بعيدًا عن توليد طاقة الوقود الأحفوري، في ضوء سياسة الدولة لحماية الطاقة والبيئة 3060، بهدف التخلص التدريجي (استخدام) من استخدام الوقود الأحفوري.

تواجه صناعة السيارات تغيرًا غير مسبوق
قطاع الطاقة ليس الوحيد الذي يستفيد من الإمكانات اللامحدودة للنيوترينو؛ تستفيد أعمال التنقل الكهربائي أيضًا بشكل كبير منها. في حين أن معظم مستخدمي السيارات الكهربائية لا يزالون يحصلون على قوتهم من مقبس الحائط، فإن أي شيء يتم تشغيله بواسطة تقنية النيوترينو فولتيك يتلقى قوته من البيئة. لم يهتم أحد بهذا النوع من الطاقة حتى الآن لأن محرك الاحتراق الداخلي لم يكن مخصصًا لها، ولكن بالنسبة للسيارات الكهربائية، فإن الطاقة المحيطة هي مثل مضخة وقود ثابتة، واندفاع غير محدود من الأشعة الكونية من الشمس والضوء، النيوترينو وغيرها من الإشعاعات غير المرئية.

حقق مشروع Car Pi نجاحًا باهرًا بفضل مجموعة نيوترينو للطاقة المرموقة في برلين، ألمانيا. تعمل الشركة جاهدة على تطوير وبناء وتصنيع Car Pi إلى سيارة فريدة من نوعها تستمد طاقتها ببساطة من البيئة – مستقلة تمامًا عن الكهرباء “غير الشريفة” التي تأتي من احتراق الوقود الأحفوري. جعل هذا الاختراع أحد أكثر المهام طموحًا التي قامت بها البشرية على الإطلاق، وهو يقترب من أن يصبح حقيقة.

تولد هذه السيارة الاستثنائية طاقتها الخاصة من خلال تسخير النيوترينو وغيرها من الإشعاعات غير المرئية، مما يجعلها أول سيارة في العالم لا تتطلب إعادة الشحن في محطة شحن عادية، وبدلاً من ذلك تسحب ما تحتاجه لتدور بشكل دائم، سواء كانت متحركة أم لا. اعتمادًا على الظروف، فإن مجرد ترك السيارة بالخارج لمدة ساعة واحدة يمكن أن يوفر ما يصل إلى 100 كيلومتر من المدى.

ليست السيارات الكهربائية هي الوحيدة التي ستستفيد بفضل النيوترينو وغيرها من الإشعاعات غير المرئية. بعد نجاح مشروع Car Pi، ستنتقل مجموعة نيوترينو للطاقة إلى مشروع Nautic Pi كخطوتها التالية. لغرض تكييف التكنولوجيا مع اليخوت والقوارب الكهربائية، سيتم توظيف أكثر من ألف مهندس، وسيتم استثمار أكثر من مليار دولار. سيمكن ذلك هذه السفن من الإبحار في المحيطات دون استخدام قطرة واحدة من الوقود الأحفوري، ولن تكون مطلوبة لتخزين الطاقة في البطاريات.

تعد طاقة النيوترينو هي الطاقة الحقيقية للمستقبل، وذلك بفضل عمل مجموعة نيوترينو للطاقة وتقنيتها النيوترينو فولتيك الرائعة. تمتلك البشرية الآن حلاً موثوقًا طال انتظاره لمعضلة الطاقة الحالية. نأمل أن نعيش في عالم أفضل وأكثر صداقة للبيئة في السنوات القادمة نتيجة لجهودهم وجهود الآخرين الذين نأمل أن يسيروا على خطىهم.

Neutrino Energy – طاقة النيوترينو هيا بدون شك طاقة المستقبل

أصبحت طاقة النيوترينو، التي كان يُنظر إليها سابقًا على أنها استحالة تكنولوجية وفيزيائية، ضجة كبيرة في جميع أنحاء العالم، وذلك بفضل مجموعة نيوترينو للطاقة.

بدأ الإنذار في خريف عام 2015، عندما حصل اثنان من أعضاء فريق نيوترينو العالمي على جائزة نوبل في الفيزياء. النيوترينو، الجسيمات الكونية الميكروسكوبية التي تتغلغل عمليا في كل شيء في الكون والتي كان يُفترض منذ فترة طويلة أنها عديمة الكتلة، أثبتت أخيرًا أنها تمتلك كتلة من خلال الجهود المستقلة لعالم الفيزياء الكندي آرثر ماكدونالد والعالم الياباني تاكاكي كاجيتا. سمحت إجراءات الاختبار المبتكرة لكاجيتا وماكدونالدز بهذه النتيجة.

قلة من الأفراد فهموا حجم هذه النتيجة في وقت إجرائها. إن التدفق المستمر للنيوترينو عالية الطاقة التي تصل في النهاية إلى الأرض أمر رائع. كتلة النيوترينو تجعلها مصدر طاقة المستقبل. ومع ذلك، فهي غير مرئية للعين المجردة على عكس الطيف المرئي لضوء الشمس. تم إثبات E = mc2 بواسطة أينشتاين، ومن ثم فهي حقيقة. كل شيء له كتلة له طاقة أيضًا، وفقًا لنظرية النسبية. كانت طاقة النيوترينو قابلة للتحقق منها وقابلة للقياس في ظل ظروف تجريبية لفترة من الوقت الآن، لكن الباحثين الذين كان هدفهم تسخيرها سخروا في كثير من الأحيان، وكان يُعتقد أن الطاقة نفسها غير موجودة، ومستحيلة جسديًا، وبالتالي لا معنى لها.

ومع ذلك، في غضون بضع سنوات قصيرة، من الصعب تصور الاحتمالات الهائلة التي سيجعلها تسخير طاقة النيوترينو ممكنة. تعمل خلايا النيوترينو فولتيك على نفس المبدأ الأساسي للخلايا الشمسية التقليدية، مع فائدة إضافية تتمثل في قدرتها على توفير الكهرباء حتى في الظلام الدامس. في هذه التقنية، لا يتم التقاط النيوترينو نفسها؛ بدلاً من ذلك، يتم تحويل جزء بسيط من طاقتهم الحركية إلى كهرباء.

إنهم قادرون على القيام بهذه العملية 365 يومًا في السنة، و24 ساعة في اليوم، وفي أي مكان على سطح الأرض. تأتي الطاقة التي ينتجونها من جزء من الطيف غير المرئي. سيكون لهذا، بلا شك، تأثير كبير على أسواق الطاقة في العالم في العقود القادمة، بالإضافة إلى تأثيره على الصناعة والاقتصاد. سوف تتطور الاقتصادات وهياكل الأعمال. ستختفي بعض الصناعات تمامًا بينما ستظهر صناعات أخرى. بتوجيه من هولجر ثورستن شوبارت، يقوم فريق من مجموعة نيوترينو للطاقة يتألف من باحثين ومؤسسات من جميع أنحاء العالم بتطوير التقنيات الأولى القادرة على تحويل طاقة النيوترينو إلى طاقة كهربائية للمستخدم النهائي.

الهدف الأولي هو تسخير طاقة كافية لتشغيل الأجهزة الإلكترونية الصغيرة مثل الهواتف المحمولة، مما يسمح لشحن البطارية باستمرار دون استخدام اتصال يستخدم النيوترينو وأشكال أخرى من الإشعاعات غير المرئية وحدها. تتمثل الخطوة التالية في تطوير المركبات والقوارب التي تعمل بالكهرباء والتي لا تحتاج أبدًا إلى التوقف عند محطة شحن وبالتالي يكون لها نطاق لانهائي تقريبًا؛ وأخيرًا، بعد سنوات من الدراسة الشاقة، لتحويل طاقة نيوترينو كافية لتلبية متطلبات عائلات بأكملها.

سيتم توفير التدفئة والطاقة في المستقبل من خلال مكعبات قوة النيوترينو، مما يقلل الاعتماد الحالي على المواد الكيميائية الخطرة بيئيًا مثل النفط والغاز الطبيعي. ولأن هذه المكعبات الكهربائية سيتم تركيبها بالضبط حيث تتطلب الطاقة، فلن يكون من الضروري توليد الكهرباء مركزيًا ثم نقلها مئات الكيلومترات بخسارة هائلة. لن تملأ البطاريات الفراغ إلا خلال فترات وجيزة من استخدام الطاقة العالي بشكل غير عادي.

الكتلة تعني الطاقة، ولا توجد طريقة لوقف المستقبل. مع هذه التكنولوجيا الثورية، سيتمكن العالم أخيرًا من تلبية احتياجاته من الطاقة بطريقة مستدامة ومنصفة، ووضع حد للمعارك الجيوسياسية والمواجهات العسكرية على الموارد الطبيعية التي تعرض العالم بأسره للخطر. في غضون بضعة عقود قصيرة، يمكن أن تكون حياة الجميع أكثر أمانًا وإشباعًا. هل يمكن اعتبار هذا حلمًا كاذبًا، أم أنه من الممكن أن يتحقق؟ يمكن أن تؤثر المعلومات العلمية على المستقبل، ولكن يمكن أيضًا رفضها وقمعها لعدة أسباب. يقع الاختيار في نهاية المطاف على عاتق الإنسانية، ولكن هناك مثل يقول، “من يجهل الحقيقة هو مجرد أحمق. من يعرفها ويسميها باطل فهو مجرم. “(جاليليو جاليلي)

اليوم، يتحتم على المؤسسات السياسية في العالم أن تأخذ زمام المبادرة وتحدد الوتيرة. غدا لا يطيق الانتظار! تعد طاقة النيوترينو هي الطاقة الحقيقية للمستقبل، وذلك بفضل عمل مجموعة نيوترينو للطاقة وتقنيتها النيوترينو فولتيك الرائعة. تمتلك البشرية الآن حلاً موثوقًا طال انتظاره لمعضلة الطاقة الحالية. نأمل أن نعيش في عالم أفضل وأكثر صداقة للبيئة في السنوات القادمة نتيجة لجهودهم وجهود الآخرين الذين نأمل أن يسيروا على خطىهم.

Neutrino Energy – كنتيجة لطلب المستهلك، تظهر طرق جديدة لتوليد الطاقة

عندما تصل المواجهة العالمية إلى أبعاد تنذر بالخطر ولم يتغلب المجتمع الدولي بالكامل بعد على الآثار الاقتصادية لوباء فيروس كورونا، لا يمكن وقف التقدم في العلوم والتكنولوجيا. تدرك الطبقات الحاكمة في هذه البلدان الآن أنه فقط من خلال الوصول إلى التكنولوجيا المتطورة، يمكنها ضمان الاستقرار الاقتصادي، والاكتفاء الذاتي، والاستقلال عن التأثيرات الخارجية لمواطنيها وبلدهم ككل. تحتل قضايا الطاقة حاليًا مكان الصدارة في السياسة والاقتصاد العالميين. أظهرت الأحداث الأخيرة ضعف الدول الغربية، لكنها أثارت أيضًا مسألة الحاجة إلى تسريع التطورات في طرق بديلة لتوليد الطاقة.

أظهرت موجة الحر التي اندلعت في القارة الأوروبية نقاط الضعف حتى في الطاقة النووية: فقد تسبب الانخفاض الحاد في مستويات الأنهار وارتفاع درجات حرارة المياه في حدوث مشكلات خطيرة في أنظمة تبريد محطات الطاقة النووية في فرنسا، على سبيل المثال. هذا هو السبب في أن التطورات الجديدة في توليد الطاقة، غير المرتبطة بتلك الموجودة بالفعل في السوق، قد أثارت اهتمامًا جادًا في المجتمع العلمي وكذلك في ممارسي الإنتاج. في السنوات الأخيرة، تم إيلاء اهتمام خاص لتقنية توليد الطاقة التي قدمتها مجموعة نيوترينو للطاقة، والتي تسمى النيوترينو فولتيك.

يشرح هولجر ثورستن شوبارت ، رئيس الشركة والمدير العلمي للتطوير، اختيار الاسم بحقيقة أن النيوترينو، جنبًا إلى جنب مع الحركة البراونية الحرارية لذرات الجرافين، التي تبلغ حصتها الإجمالية في المادة النانوية التي أنشأتها الشركة من 50 إلى 75 ٪، وكذلك الجزيئات من المجالات الإشعاعية الأخرى المحيطة، تلعب دورًا مهمًا للغاية في توليد الكهرباء وهو مصطلح دولي يمكن فهمه بأي لغة، مما يساهم في التعرف على العلامة التجارية.

بدأت فكرة توليد الطاقة الكهربائية من النيوترينو الكونية في أوائل العقد الأول من القرن الحادي والعشرين، عندما واجه الباحثون الذين يعملون مع المواد لزيادة كفاءة الخلايا الشمسية ظاهرة غير ملحوظة سابقًا تتمثل في زيادة الاهتزازات الذرية في المادة قيد الدراسة، لذا فإن خلايا النيوترينو فولتيك هي شيء يذكرنا جدًا بالطاقة الشمسية. توليد الكهرباء. كان هذا التأثير المفاجئ نقطة البداية لسنوات عديدة من البحث المضني الذي قام به هولجر ثورستن شوبارت وفريق دولي من العلماء.

جوهر التطور هو إنشاء مادة قادرة على تحويل الإشعاعات المختلفة إلى تيار كهربائي. ومع ذلك، فإن الاختلاف الرئيسي مع توليد الطاقة الشمسية هو أنه يحول طاقة جسيمات الإشعاع غير المرئية، وهي قيمة ثابتة نسبيًا ولا تعتمد على الوقت من اليوم أو الموسم من السنة. هذه العوامل تجعل من الممكن وضع لوحات توليد الطاقة في غرفة مظلمة، على عكس الألواح الشمسية، التي تتطلب سقوط ضوء الشمس بشكل عمودي على سطح اللوحة، من أجل تحقيق أعلى كفاءة ممكنة. لاحظ أن العلماء ما زالوا لا يعرفون بشكل قاطع ما هي مجالات الإشعاع المحيط، لذلك لا يمكن في الوقت الحالي تحديد الإشعاع الذي يعتبر حاسمًا في توليد الطاقة، ولكن هذا يهم العلماء، ومن المهم بالنسبة لمستهلكي الكهرباء أن إمدادات الكهرباء موثوقة وسعر الكهرباء المولدة في متناول الجميع.

أظهرت النتائج التجريبية التي حصل عليها علماء الشركة أن النيوترينو والحركة البراونية الحرارية للذرات لها تأثير كبير على كمية الكهرباء المولدة. تستند هذه البيانات إلى تحليل مقارن لنتائج التجارب التي تم إجراؤها باستخدام لوحة اختبار توليد الكهرباء بحجم A-4، الموضوعة في “قفص فاراداي” على عمق 30-35 مترًا تحت الأرض في قبو خرساني ومستبعد تمامًا تأثير أي إشعاع، باستثناء النيوترينو والحركة البراونية الذرية، على توليد التيار المباشر، وفي الظروف العادية عند نفس درجة الحرارة المحيطة. كانت النتائج التجريبية متطابقة تقريبًا، حيث سجلت الأجهزة حوالي 3.0 واط من الطاقة من رقائق معدنية بحجم A-4 مع طلاء نانوي متعدد الطبقات على جانب واحد، تم إنشاؤه بواسطة مجموعة نيوترينو للطاقة. أدى خفض درجة الحرارة إلى -25 درجة مئوية إلى انخفاض بنسبة 40٪ في الطاقة المولدة، مما يثبت تأثير درجة حرارة الحركة البراونية لذرات الجرافين على قدرة توليد الطاقة.

كان العلماء في مجموعة نيوترينو للطاقة، استنادًا إلى الأبحاث الأساسية التي أجراها كبار العلماء في العالم في هذا المجال، أول من أظهر وحصل على براءة اختراع مادة نانوية متعددة الطبقات تتكون من طبقات متناوبة من السيليكون المخدر والجرافين، القادرة على توليد تيار مباشر. لسوء الحظ، في عالم اليوم، لا تصل العديد من الاكتشافات إلى مرحلة التنفيذ الصناعي أبدًا، أو تستغرق عدة عقود حتى تتحقق. على سبيل المثال، نشأت طريقة تضخيم الضوء من فكرة طورها الشاب أينشتاين في عام 1916. تنبأ بوجود انبعاث محفز، والأساس المادي لأي مصباح كهربائي، ولم يتم بناء أول مصباح حتى عام 1960 بواسطة ثيودور هـ ميمان. في مختبر أبحاث هيوز، استنادًا إلى العمل النظري لتشارلز هارد تاونز وآرثر ليونارد شاولو.

اليوم، ومع ذلك، فإن تغير المناخ الدراماتيكي والمواجهة العالمية للقوى الرائدة في العالم تعمل على تعزيز التنفيذ السريع للتطوير من قبل هولجر ثورستن شوبارت وفريقه من شركائه. في وقت مبكر من عام 2023، من المتوقع أن تكون أول مصادر الطاقة 5-10 كيلوواط ساعة مصممة لتزويد المنازل بالطاقة. تواصل مجموعة نيوترينو للطاقة بحثًا مكثفًا في استخدام اختراعها للسيارات الكهربائية والقوارب وغيرها من المعدات.

Neutrino Energy – الثورة التكنولوجية: توليد الطاقة بتحويل طيف الإشعاع غير المرئي

تكتسب طاقة النيوترينو شعبية كبيرة، على الرغم من حقيقة أنها كانت تعتبر في السابق غير مجدية تقنيًا وعلميًا. لم تكن هناك إعادة تفكير واسعة النطاق عندما مُنح باحثان جائزة نوبل في الفيزياء في خريف عام 2015. أثبت كل من الباحث الكندي آرثر ماك دونالد والباحث الياباني تاكاكي كاجيتا بشكل منفصل أن النيوترينو تمتلك كتلة. تم ذلك من خلال استخدام تقنيات قياس مطورة حديثًا والتي نسبت كتلة إلى النيوترينو بشكل قاطع. يمكن للنيوترينو أن تمر عبر أي مادة كان يُفترض سابقًا أنها ليس لها كتلة. كان هذا متسقًا مع نموذج فيزياء الجسيمات القياسي. كانت هناك امتدادات لهذه الفرضية أعطت النيوترينو كتلة، لكن اكتشافها كان صعبًا للغاية بسبب تفاعلات النيوترينو الضعيفة للغاية مع المادة.

لا أحد يمكن أن يتخيل ما قد يعنيه اكتشاف الفيزيائيين للبشرية عندما حصلوا على جائزة نوبل في عام 2015. النيوترينو تقصف باستمرار عالمنا في شكل تيار جسيم عالي الطاقة. على عكس الإشعاع الشمسي، لا يتم استشعار تيار الجسيمات هذا لأن الجسيمات غير مرئية. ومع ذلك، وكما صرحت وزارة الطاقة الأمريكية، سيكون مصدر الطاقة في المستقبل. بعد كل شيء، يمكن العثور عليها في كل مكان وفي أي لحظة.

يمكن التعرف على الصيغة الشهيرة e = mc2 حتى للأشخاص الذين لم يفهموا مطلقًا نظرية النسبية لأينشتاين. إنها تنص ببساطة على أن أي كتلة متحركة لها طاقة. لسنوات عديدة، تم إثبات هذه الطاقة تجريبياً. تردد العديد من الفيزيائيين في تصديق ذلك على الرغم من الأدلة. من الناحية النظرية، كانوا يعتقدون أن ذلك مستحيل. ما لا يجب أن يكون، لا يجب أن يكون. أولئك الذين ادعوا بشكل مختلف قوبلوا بابتسامة. المنشورات العلمية الحديثة، ومع ذلك، تظهر أن هناك درجة متزايدة من إعادة التفكير.

تخيل خلية شمسية لا تعمل بالضوء، ولكن مع طيف الإشعاع غير المرئي. هذا تمثيل جيد لإمكانيات المستقبل. الفرق الرئيسي هو أن خلية النيوترينو هذه تعمل أيضًا ببراعة في الظلام. بدلاً من التقاط الإشعاع الكوني، يتم تحويل الطاقة الحركية لتيار الجسيمات إلى طاقة كهربائية. هذا يفتح الكثير من الاحتمالات المثيرة للمستقبل.

لا تتأثر محولات النيوترينو المزعومة بالضوء. يمكنهم تحويل طيف الإشعاع غير المرئي إلى طاقة 24 ساعة في اليوم، 365 يومًا في السنة، في أي مكان في العالم. بالطبع، سيؤدي هذا إلى ثورات هائلة في أسواق الطاقة، وكذلك في الصناعة والاقتصاد، في العقود القادمة. ستتغير العديد من الصناعات الحالية أو تموت تمامًا، بينما ستظهر العديد من الصناعات الجديدة ذات الإمكانات والإمكانيات الهائلة.

في مجموعة نيوترينو للطاقة يتعاون الفريق بقيادة عالم الرياضيات هولجر ثورستن شوبارت مع مؤسسات وأكاديميين من جميع أنحاء العالم لتطوير أول الأجهزة التكنولوجية التي تحول الطاقة الإشعاعية إلى تيار كهربائي، مما يسمح باستخدامها في تطبيقات واقعية.

الهدف الفرعي الأول هو تشغيل الأجهزة الكهربائية الصغيرة مثل الهواتف المحمولة. سيتم إعادة شحن بطارياتهم عن بعد وباستمرار بواسطة خلية طاقة النيوترينو فولتيك. المرحلة التالية هي التنقل الكهربائي، لأنه إذا لم تعد السيارات خاضعة لطوابير طويلة في محطات الشحن، فسوف يرتفع القبول العام. مفهوم هذا بالفعل له اسم: CAR PI، وهو اسم علامة تجارية ألمانية جديدة للسيارات الكهربائية. وهي تحمل الرمز “pi” الذي يمثل في الرياضيات الرقم الدائري اللانهائي 3.1415927….

ستكون المرحلة الأخيرة، التي ستستلزم بلا شك سنوات من الدراسة الجادة، هي نشر تقنية النيوترينو لتشغيل عائلات بأكملها. المفهوم هو استخدام مكعبات طاقة النيوترينو لتقديم كل من الطاقة والحرارة بطريقة لامركزية. لن يؤدي ذلك إلى القضاء على الحاجة إلى أنظمة تسخين الغاز والنفط الخطرة بيئيًا فحسب، بل سيقلل أيضًا من الحاجة إلى نقل الطاقة عبر مسافات شاسعة. هذا يلغي الحاجة إلى الكابلات الكهربائية المرئية ويقلل من فقد الطاقة أثناء النقل. يمكن استيعاب ذروة الطلب على الطاقة بواسطة البطاريات التي تعمل كمخازن مؤقتة.

الكتلة المتحركة، كما أوضح أينشتاين، تنطوي أيضًا على الطاقة. يوفر تيار الجسيمات الكونية للبشرية فرصة لا تتكرر إلا مرة واحدة في العمر لتجنب الصراعات العالمية، وصولاً إلى المعارك على الموارد الأحفورية النهائية. توفر هذه التقنية المبتكرة إمداد طاقة أكثر صداقة وعادلة من الناحية البيئية في جميع أنحاء العالم. يمكن القضاء على الصعوبات الناتجة عن استخدام الوقود الأحفوري لمناخنا دون فقدان الراحة. من الممكن أن تتغير الأمور بشكل كبير بالنسبة للأطفال والأحفاد في العقود القادمة. هذا سيجعل كوكبنا أكثر استقرارًا من الناحية السياسية وأكثر أمانًا وصالحة للسكن.