جهاز جديد لتعظيم إنتاج الكهرباء من الأمطار

TT

جهاز جديد لتعظيم إنتاج الكهرباء من الأمطار

بُذلت عدة جهود لحصد الطاقة من مياه الأمطار، غير أنها عادة ما تصطدم بالعقبات، ومنها أن توليد الطاقة الهيدروليكية التقليدي يستخدم بشكل رئيسي المولدات الكهرومغناطيسية الثقيلة التي تصبح غير فعالة مع انخفاض إمدادات المياه.
البدائل التي طُرحت في هذا الإطار كانت تطوير المولدات النانوية، وهي أجهزة تحول الطاقة إلى كهرباء قابلة للاستخدام، وتقوم فكرتها على وجود لوحة شمسية لالتقاط الطاقة من حركة قطرات المطر.
وطور الباحثون في دراسة نشرت قبل نحو عامين في دورية (ACS Nano) لوحاً شمسياً هجيناً خفيف الوزن، ورخيصاً بما يكفي للتركيب على الأسطح، واستخدموا أنواعاً مختلفة من البلاستيك والبوليمرات الشفافة التي تفصل بين المولدات النانوية والخلايا الشمسية على اللوحة؛ لكن كانت معوقات هذه الطريقة في أن طاقتها القصوى تبلغ أقل من واط واحد لكل متر مربع.
غير أن باحثين من معهد «شنتشن» للأبحاث بجامعة مدينة هونغ كونغ، قدموا حلاً مبتكراً تم الإعلان عنه في دورية «نيتشر»، 5 فبراير (شباط) 2020، يعتمد على جني مزيد من الطاقة باستخدام فيلم «بولي تترافلور» وإيثيلين مستند على ركيزة أكسيد الإنديوم بالإضافة إلى قطب ألمنيوم.
وتقوم فكرة عمله على أن فيلم «بولي تترافلور» يمكنه تجميع شحنة سطحية من الكهرباء عند اصطدام قطرات الماء به، لتعمل القطرات عند انتشارها كجسر يربط بين قطبين: قطب الألمنيوم وقطب الإنديوم.
ويقوم جسر القطرات بدوره بإنشاء سطح حلقة مغلقة؛ بحيث يمكن إطلاق الطاقة المجمعة بالكامل، وتعمل القطرات كمقاومات، بينما يعمل طلاء السطح كمكثف، وهذه الطريقة يمكن تطبيقها في أي مكان تصطدم فيه المياه بسطح صلب، مثل قارب مياه، أو داخل قنينة ماء، أو قمة مظلة.
ووجد الباحثون أن هذه الطريقة يمكنها توليد طاقة كافية من قطرة واحدة من المطر لإضاءة 100 مصباح LED، وهذه قفزة كبيرة إلى الأمام في الكفاءة، وتفوق الطرق الأخرى عده آلاف من المرات.
يقول وانغ زوانكاي، من جامعة مدينة هونغ كونغ، الباحث الرئيسي بالدراسة، في تقرير نشره موقع «ساينس أليرت» في 16 فبراير 2020: «الأبحاث التي أجريناها تظهر أن قطرة 100 ميكرولتر (الميكرو هو واحد من المليون) من المياه المنبعثة من ارتفاع 15 سم (5.9 بوصة) يمكن أن تولد جهداً يزيد عن 140 فولتاً، وأن الطاقة المولدة يمكن أن تضيء 100 مصباح LED صغير».
ويشير الكيميائي شياو تشنغ تسنغ من جامعة «نبراسكا لينكولن» إلى أن «أهمية هذه التقنية هي الطاقة الكهربائية المعززة لكل قطرة مطر، ما يجعل الجهاز أكثر كفاءة لتحويل الطاقة من قطرة السقوط إلى كهرباء».
ولا يزال هناك كثير من العمل الذي يتعين القيام به لإعداد هذا الجهاز للاستخدام. يقول تسنغ: «نأمل أن نكون قادرين على إعداد نموذج أولي جاهز خلال السنوات الخمس المقبلة».
وتبقى الفكرة من الناحية المعملية مبهرة؛ لكن التحدي الرئيسي هو عند تجربتها على نطاق أكبر، بحيث يمكن الحكم عليها من الناحية التشغيلية والاقتصادية، كما يقول الدكتور محمد حمدي، أستاذ الطاقات المتجددة بجامعة «بنها» المصرية.
ويضيف: «نجاح مثل هذه الفكرة على نطاق كبير لا يجعل هناك حاجة لإنفاق الملايين من الدولارات على إنشاء السدود بغية توليد الكهرباء، طالما أن بإمكاننا توليدها من قطرات الأمطار مباشرة».



المستقبل الغريب للحوم المستزرعة في المختبر

المستقبل الغريب للحوم المستزرعة في المختبر
TT

المستقبل الغريب للحوم المستزرعة في المختبر

المستقبل الغريب للحوم المستزرعة في المختبر

تلتمع «بارفيه» السمّان (وهي لحم مسحون لطير السمّان) على صحني، مقترنة بقرص من الذرة المقلية. وللوهلة الأول، يبدو هذا كنوع من طعام العشاء الفاخر الذي ستجده في العديد من المطاعم الراقية: عجينة غنية وردية مغطاة بالفلفل المخلل، وزهرة صالحة للأكل، ولمحة من الكوتيجا (الجبن المكسيكي المعتّق).

لحم طير مختبري

ولكن العرض التقليدي لهذا اللحم يحجب حقيقة أعمق، فهذه الوجبة غير تقليدية، بل وراديكالية. ومن بعض النواحي، تختلف عن أي شيء شهده العالم في أي وقت مضى.

لم تُصنع عجينة اللحم الموجودة على طبقي بالطريقة التقليدية مع كبد الإوزّ. لقد تمت زراعة اللحم من خلايا النسيج الضام لجنين السمان الياباني الذي تم حصاده منذ سنوات، وتم تحفيزه وراثياً على التكاثر إلى الأبد في المختبر. وقد قُدم لي هذا الطبق في فعالية «أسبوع المناخ» في نيويورك من قبل جو تيرنر، المدير المالي في شركة «فاو» الأسترالية الناشئة للتكنولوجيا الحيوية.

إن تسمية السمان «اللحم المستزرع في المختبرات» تعد تسمية خاطئة. فهذه النسخة الشبيهة بالهلام من السمان كانت تُزرع في مصنع حقيقي للحوم الخلوية، وهو الأول والأكبر من نوعه. وعلى وجه التحديد زرعت في خزان طوله 30 قدماً، وسعته 15 ألف لتر في مصنع «فاو» في سيدني، حيث، حتى كتابة هذه السطور، يمكن للشركة إنتاج 2000 رطل (الرطل 152 غراماً تقريباً) من السمان كل شهر.

وهذه كمية ضئيلة مقارنة بالكميات المتوفرة في مرافق اللحوم التقليدية، لكنها تمثل خطوة كبيرة إلى الأمام بالنسبة إلى التكنولوجيا التي - على مدى العقد الماضي - أسست سمعتها بالكامل تقريباً على تقديم قطع صغيرة شهية في جلسات التذوق الصحفية الفردية.

نجاحات وإخفاقات

وقد بدأت «فاو» للتو أعمالها هذه مع ما يقرب من 50 مليون دولار من تمويل شركات أخرى مثل «بلاكبيرد فينشرز»، و«بروسبيرتي 7»، و«تويوتا فينشرز» (التي رعت فاعلية أسبوع المناخ). وقامت الشركة حديثاً بتركيب مفاعل بيولوجي كبير آخر سعته 20 ألف لتر هذه المرة، أكبر بنسبة 33 في المائة من الأول. ومع تشغيل المفاعلين على الإنترنت، تُقدر الشركة أنها سوف تنتج قريباً 100 طن من السمان المستزرع كل عام.

قد يبدو كل ذلك متناقضاً مع التقارير السابقة، إذ وصف مقال استقصائي نشرته أخيرا صحيفة «نيويورك تايمز» كيف أن قطاع اللحوم المستزرعة الناشئ قد خرج عن مساره بسبب العقبات الاقتصادية والتقنية، رغم سنوات من الضجيج، وسلسلة من الموافقات التنظيمية البارزة، و3 مليارات دولار من الاستثمار.

جمعت شركة «أب سايد فودز»، ومقرها في بيركلي، بولاية كاليفورنيا، أكثر من 600 مليون دولار لتقييم نموذج لشريحة دجاج تبين أنها يمكنها أن تصنعه يدوياً فقط في أنابيب اختبار صغيرة، في حين أن محاولة شركة «إيت جاست»، ومقرها في كاليفورنيا لبناء مصنع للحوم أكبر 50 مرة من مصنع «فاو» انتهت بدعاوى قضائية ومشاكل مالية والقليل للغاية من الدجاج المستزرع.

وقد وعدت الجهات الداعمة لهذا القطاع بمحاكاة اللحوم التي نشأنا على تناولها، اللحم البقري والدجاج، من دون المعاناة التي تعرضت لها الحيوانات والطيور، ومن دون انبعاثات الغازات المسببة للاحتباس الحراري. ولكن اليوم لم يعد هناك أي منتج متاح إلا بالكاد في هذه الصناعة. لقد حان الوقت، كما كتبتُ، للاعتراف بحقيقة أن هذا الحلم قد مات.

تطويرات غير مألوفة

كيف تستعد شركة «فاو» لشحن المنتجات بكميات كبيرة؟ بالتخلي عن المألوف واعتماد غير المألوف. إذ وبدلاً من محاولة إنتاج قطع الدجاج الصغيرة والبرغر، ركزت «فاو» على ما يمكن أن تقدمه الخزانات الفولاذية الكبيرة المليئة بالخلايا بشكل موثوق به في المدى القصير: منتجات غريبة ومميزة مخصصة لسوق السلع الفاخرة، وهي فئة جديدة من الأطعمة التي يسميها جورج بيبو الرئيس التنفيذي لشركة «فاو»: «اللحوم الغريبة».

اللحوم الغريبة هي انحراف عمّا وعدت به صناعة اللحوم الخلوية بالأساس. سيكون الأمر مكلفاً، في البداية. ابتداء من نوفمبر (تشرين الثاني)، كانت شركة «فاو» تبيع بارفيه السمان لأربعة مطاعم في سنغافورة مقابل 100 دولار للرطل. وسوف تتميز هذه اللحوم بمذاق وقوام غير موجودين في الطبيعة. وسوف تُصنع من الحيوانات التي لم يعتد الناس أكلها. فكروا في التمساح، والطاووس، وطائر الغنم، وغيرها. في العام الماضي، تصدرت «فاو» عناوين الأخبار العالمية بعد «كرات اللحم الضخمة» - وهي نموذج أولي ضخم وفريد مختلط مع خلايا الفيل والحمض النووي لحيوان الماموث الصوفي - مما أدى إلى ظهور مقطع ذائع الانتشار في برنامج «العرض الأخير» مع ستيفن كولبرت. في نهاية المطاف، تأمل «فاو» في أن يمنحها إنشاء سوق فاخرة قوية للحوم الغريبة الفرصة لخفض التكاليف تدريجياً من خلال مواصلة البحث والتطوير، رغم أنها سوف تحتاج أولاً إلى تطبيع فكرة تناول الأنواع غير التقليدية.

غرائب الأطباق

عندما أنظر إلى طبق بارفيه السمان خاصتي، يدهشني أنني لم أتناول السمان من قبل. أتناول قضمة، ويكون الطعم خفيفاً ومليئاً مثل الزبدة المخفوقة، مع ملاحظات بطعم معدني دقيق أقرنه بالكبد. إنها تمثل بداية عصر جديد غامض، عصر ستكون فيه اللحوم المستزرعة متوافرة أخيراً، ولكن ليس بالطريقة التي يتوقعها أي شخص.

* مجلة «فاست كومباني»

ـ خدمات «تريبيون ميديا»