وقود مستخرج من «الطحالب الخضراء» ينجح في تحريك سيارة

فريق بحثي مصري يأمل باستخدامه في الطائرات

رئيس الفريق البحثي د. فاروق كامل الباز أمام المفاعل الضوئي الحيوي المستخدم في تخليق الوقود الحيوي («الشرق الأوسط»)
رئيس الفريق البحثي د. فاروق كامل الباز أمام المفاعل الضوئي الحيوي المستخدم في تخليق الوقود الحيوي («الشرق الأوسط»)
TT

وقود مستخرج من «الطحالب الخضراء» ينجح في تحريك سيارة

رئيس الفريق البحثي د. فاروق كامل الباز أمام المفاعل الضوئي الحيوي المستخدم في تخليق الوقود الحيوي («الشرق الأوسط»)
رئيس الفريق البحثي د. فاروق كامل الباز أمام المفاعل الضوئي الحيوي المستخدم في تخليق الوقود الحيوي («الشرق الأوسط»)

عامان فقط وسيتعين على جميع مطارات العالم استبدال نسبة 20 في المائة من الوقود التقليدي بوقود حيوي في خزانات الوقود، وذلك حسب ما تقضي اتفاقيات دولية مختلفة بينها «اتفاقية باريس للمناخ». وأظهرت حسابات شركات الطيران المحلية سيتعين عليها توفير 300 ألف طن وقود حيوي سنويا، وفي حال لم تنجح سيكون عليها دفع غرامات مقررة بموجب التوقيع وتقدر بـ9 يوروات عن كل كيو غاز ملوث.
ويبدو أن ذلك الإلزام كان الدافع لفريقي البحثي المصري، إذ يقول د. فاروق كامل الباز، أستاذ الكيمياء الحيوية والباحث الرئيسي للمشروع لـ«الشرق الأوسط»: «استطعنا إنتاج الوقود الحيوي اللازم لتسيير السيارات من الطحالب الخضراء، واستبدلنا 20 في المائة من الوقود التقليدي، ونعمل الآن على الوقود الحيوي اللازم لتسيير الطائرات».
وشرح الباز، أنه بدأ وفريق العمل في الوحدة البحثية الخاصة باستخراج الوقود الحيوي من الطحالب الخضراء في نوفمبر (تشرين الثاني) 2016، وذلك بعد الحصول على دعم من برنامج البحوث والتنمية والابتكار (RDI) بالاتحاد الأوروبي. ومرت تلك التجربة الناجحة بعدة خطوات يتحدث عنها د. الباز، وكان أولها اختيار المصدر الذي سيتم استخدامه في إنتاج الوقود الحيوي، فكان الاختيار لسلالة من الطحالب الخضراء تم عزلها من البيئة المصرية، وتحديدا من منطقة الملاحات بمحافظة الفيوم.
وشرح أنه تم اعتماد تلك النوعية من الطحالب بسبب نسبة الزيت العالية بهذه الطحالب وكفاءتها العالية في التمثيل الضوئي بما يجعلها سريعة التكاثر، وأخيراً لأنها مصدر غير غذائي، وبالتالي لن تكون هناك تأثيرات سلبية على الأمن الغذائي.
وأضاف: «كما أن الإنسان يسارع إلى تخزين المواد الغذائية كلما شعر بخطر نقص أحد المواد في السوق، فإن ما نفعله معمليا هو تحفيز الخلية الخاصة بالنبات على تخزين نسبة أعلى من الزيوت عن طريق تدخل ما نقوم به لإشعارها بالخطر، دون أن يوثر ذلك على نموها، وتولينا تسجيل تلك الآلية كبراءة اختراع بمكتب براءات الاختراع المصري».
وكان من نتيجة الطريقة المستحدثة لتحفيز إنتاج الزيت، هو الارتفاع بمعدل وجود الزيت في سلالة الطحالب المستخدمة من 8 في المائة إلى نسبة تتراوح بين 40 و50 في المائة، كما يؤكد د. الباز.
كانت هذه المراحل السابقة هي الإنجاز البحثي الذي أهل الفريق للحصول على تمويل الاتحاد الأوروبي للوحدة البحثية الاسترشادية لإنتاج الوقود الحيوي من الطحالب.
وتتكون هذه الوحدة من مفاعل ضوئي حيوي ومجفف شمسي، ومكان لفصل الزيت عن الطحالب، ويكون استخدامها هو المرحلة التالية للتجهيزات المعملية لسلالة الطحالب.
ويشرح الباز المكونات الثلاثة للوحدة قائلاً: «وظيفة المفاعل الضوئي الحيوي، الذي تبلغ تكلفته نحو 15 مليون جنيه مصري، هي أننا نستطيع من خلاله الارتفاع بمعدل تكاثر الخلايا لتعطي خلية كل ساعتين، ويحافظ على الظروف الجوية التي تسمح بنمو أفضل للطحالب، ويعمل 24 ساعة من دون توقف، بما يعني الحصول من خلاله على إنتاج دائم ومن دون توقف».
ويضيف: «تنقل الطحالب بعد النمو إلى المجفف الشمسي، والذي يتم من خلاله التجفيف، تمهيداً لنقل الطحالب المجففة إلى الجزء الثالث من الوحدة، والذي يتم فيه فصل الزيت من الطحالب المجففة باستخدام بعض المذيبات».
وتنتج هذه الوحدة الاسترشادية 4 آلاف لتر من الوقود الحيوي يوميا، بالإضافة إلى أن الطحالب المجففة يتم استخدامها بعد استخراج الزيت منها في تحضير بعض المواد الصيدلية التي تساهم في تخفيض معدلات السكر في الدم وعلاج الزهايمر وضبط وزن الجسم، كما تنتج كميات كبيرة من «البيتا كاروتين» كمضادات أكسدة، والتي تفيد كثيراً في الوقاية والحد من مرض السرطان، ويتم هذا الجانب المتعلق بالعقاقير بالتعاون بين باحثين من المركز القومي للبحوث، وكلية الصيدلة جامعة القاهرة.



«طلاء شمسي» لشحن السيارات الكهربائية

«طلاء شمسي» لشحن السيارات الكهربائية
TT

«طلاء شمسي» لشحن السيارات الكهربائية

«طلاء شمسي» لشحن السيارات الكهربائية

في المستقبل، يمكن تغطية سيارتك الكهربائية بألواح شمسية -ليس فقط على السطح، ولكن في جميع أنحاء الجزء الخارجي من السيارة- بفضل طلاء خاص.

وسواء كنت تقود السيارة أو كانت متوقفة، يمكن لهذا الطلاء الشمسي حصاد الطاقة من الشمس، وتغذيتها مباشرة في بطارية السيارة الكهربائية. وربما يبدو الأمر وكأنه شيء من كتاب خيال علمي، إلا أن الباحثين في شركة «مرسيدس بنز» يعملون بالفعل على جعله حقيقة واقعة.

عجينة لطلاء شمسي

يقول يوشين شميد، المدير الأول لشركة «مستقبل القيادة الكهربائية» Future Electric Drive، للبحث والتطوير في «مرسيدس بنز» الذي يستكشف تقنيات السيارات الكهربائية في مرحلة مبكرة: «نحن ننتج مئات السيارات يومياً، وسطح السيارة مساحة كبيرة جداً. فلماذا لا نستخدمها لحصاد طاقة الشمس؟».

إن المادة الكهروضوئية التي تبحثها شركة مرسيدس تشبه العجينة التي يمكن وضعها على الجزء الخارجي للسيارة. يبلغ سمك الطلاء 5 ميكرومترات فقط (يبلغ متوسط ​​سمك شعرة الإنسان نحو 100 ميكرومتر)، ويزن 50 غراماً لكل متر مربع.

وقود شمسي لآلاف الكيلومترات

في سيارة رياضية متعددة الأغراض SUV متوسطة الحجم، ستشغل العجينة، التي تطلق عليها مرسيدس أيضاً طلاءً شمسياً، نحو 118 قدماً مربعة، ما ينتج طاقة كافية للسفر لمسافة تصل إلى 7456 ميلاً (12000 كم) في السنة. ويشير صانع السيارة إلى أن هذا يمكن أن يتحقق في «ظروف مثالية»؛ وتعتمد كمية الطاقة التي ستحصدها هذه العجينة بالفعل على قوة الشمس وكمية الظل الموجودة.

طلاء مرن لصبغ المنحنيات

ولأن الطلاء الشمسي مرن، فيمكنه أن يتناسب مع المنحنيات، ما يوفر فرصاً أكبر للطاقة الشمسية مقارنة بالألواح الشمسية الزجاجية التي لا يمكن ثنيها، وبالتالي لا يمكن تثبيتها إلا على سقف السيارة أو غطاء المحرك. يُعدّ الطلاء الشمسي جزءاً من طلاء متعدد الخطوات يتضمن المادة الموصلة والعزل والمادة النشطة للطاقة الشمسية ثم الطلاء العلوي لتوفير اللون (يشكل كل ذلك معاً عمق بـ5 ميكرونات).

لن تكون هذه الطبقة العلوية طلاءً قياسياً للسيارات لأنها لا تحتوي على صبغة. بدلاً من ذلك، ستبدو هذه الطبقة أشبه بجناح الفراشة، كما يقول شميد، وستكون مادة شديدة الشفافية مليئة بجسيمات نانوية تعكس الأطوال الموجية من ضوء الشمس. كما يمكن تصميمها لتعكس أطوال موجية محددة، ما يعني أن السيارات الكهربائية يمكن أن تأتي بألوان أخرى.

وسيتم توصيل الطلاء الشمسي أيضاً عن طريق الأسلاك بمحول طاقة يقع بجوار البطارية، الذي سيغذي مباشرة تلك البطارية ذات الجهد العالي.

تأمين أكثر من نصف الوقود

ووفقاً للشركة فإن متوسط سير ​​السائق هو 32 ميلاً (51.5 كم) في اليوم؛ هناك، يمكن تغطية نحو 62 في المائة من هذه الحاجة بالطاقة الشمسية من خلال هذه التكنولوجيا. بالنسبة للسائقين في أماكن مثل لوس أنجليس، يمكن أن يغطي الطلاء الشمسي 100 في المائة من احتياجات القيادة الخاصة بهم. يمكن بعد ذلك استخدام أي طاقة إضافية عبر الشحن ثنائي الاتجاه لتشغيل منزل شخص ما.

على عكس الألواح الشمسية النموذجية، لا يحتوي هذا الطلاء الشمسي على أي معادن أرضية نادرة أو سيليكون أو مواد سامة أخرى. وهذا يجعل إعادة التدوير أسهل. وتبحث «مرسيدس» بالفعل عن كيفية جعل إصلاحه سهلاً وبأسعار معقولة.

يقول شميد: «قد تكون هناك مخاوف من أن سيارتي بها خدش، فمن المحتمل أن لوحة الباب معطلة»، وتابع: «لذا اتخذنا احتياطاتنا، ويمكننا بسهولة القول إن لدينا تدابير مضادة لذلك».

ومع تغطية المركبات الكهربائية بالطلاء الشمسي، لن يكون هناك الكثير من القلق بشأن شبكات الشحن، أو الحاجة إلى قيام الناس بتثبيت أجهزة الشحن في منازلهم. ويقول شميد : «إذا كان من الممكن توليد 50 في المائة أو حتى أكثر من قيادتك السنوية من الشمس مجاناً، فهذه ميزة ضخمة ويمكن أن تساعد في اختراق السوق».

ومع ذلك، فإن حقيقة طلاء سيارتك الكهربائية بالطاقة الشمسية لا تزال على بعد سنوات، ولا تستطيع مرسيدس أن تقول متى قد يتم طرح هذا على طرازاتها، لكنها شركة واثقة من تحقيقها.

* مجلة «فاست كومباني»، خدمات «تريبيون ميديا».

اقرأ أيضاً