أحدث الأخبار مع #بيروفسكايت
صحيفة الخليج
٠٦-٠٤-٢٠٢٥
- علوم
- صحيفة الخليج
فريق من جامعة خليفة يطور مركبات عضوية للحصول على خلايا شمسية فاعلة
أبوظبي: ميثا الانسي شارك فريق من مركز التحفيز والفصل في جامعة خليفة للعلوم والتكنولوجيا في أبوظبي، في بحث يهدف إلى دراسة طبيعة «المواد الناقلة للثقوب»، وهي مركبات عضوية تساعد على نقل الشحنات الكهربائية على نحو يتسم بالكفاءة في نطاق الخلايا الشمسية، مع الحرص على عدم تحلل هذه الخلايا في الوقت نفسه. ويرى أفراد الفريق البحثي أن تطوير المواد الناقلة للثقوب يُعَد جزءاً رئيسياً من حل المعضلة المتمثلة في ضمان استقرار واستمرارية «خلايا بيروفسكايت الشمسية»، والمسماة باسم مركب «بيروفسكايت» البلوري، وهي خلايا ذات كفاءة عالية في تحويل ضوء الشمس إلى كهرباء ويمكن إنتاجها بكلفة أقل من كلفة إنتاج الألواح الشمسية التقليدية المصنوعة من السيليكون والتي لطالما هيمنت على سوق الطاقة المتجددة، وتواجه الألواح الشمسية التقليدية الآن منافساً جديداً يمكنه أن يجاريها في أدائها، وهو «خلايا بيروفسكايت الشمسية»، إلا أن استقرار واستمرارية هذه الخلايا يمثلان عقبة هائلة تعوق إنتاجها بكميات كبيرة. ويشمل الفريق البحثي، الدكتور شاكيل أفراج والدكتورة مروة عبدالله والدكتور أحمد عبد الهادي، وقد تعاونوا مع باحثين من «الجامعة المركزية الوطنية» في تايوان، لدراسة المواد الناقة للثقوب. وأوضحوا أن المواد الناقلة للثقوب تؤدي دوراً حيوياً في خلايا بيروفسكايت الشمسية يتمثل في المساعدة على استخلاص الشحنات الموجبة (الثقوب) التي تتولد عندما يضرب ضوء الشمس طبقة مركب «بيروفسكايت»، وتُستخدم المواد الناقلة للثقوب على نطاق واسع، لكنها تعاني عيوباً كارتفاع تكاليف الإنتاج ومحدودية الاستقرار والحاجة إلى مواد كيميائية مُضافة يمكنها إسراع عملية التحلل، ويجري الآن تصميم جزيئات عضوية ذات تركيبات حلقية غير متجانسة ومتعددة الحلقات، وهي أُطُر كيميائية تُحسِّن مستويات نقل الشحنات وتعزز الاستقرار الحراري والصلابة على المدى الطويل لدى خلايا بيروفسكايت الشمسية. ويتصدى الباحثون للتحديات الرئيسة التي تعيق أداء خلايا بيروفسكايت الشمسية، بالتعديل في تركيب المواد الناقلة لثقوب ويجري الآن تصميم مواد جديدة لنقل الثقوب ذات تركيبات جزيئية أكثر فاعلية، تقاوم التحلل في درجات الحرارة المرتفعة وتتسم بتنظيم أفضل لمستويات الطاقة لتقليل فقدان الطاقة وتتمتع بخواص لا مائية للحيلولة دون حدوث التلف الناجم عن الرطوبة، والذي يُعَد سبباً شائعاً لتحلل الخلايا الشمسية، وتؤدي هذه التطورات إلى توفر خلايا شمسية ذات أداء أعلى واستمرارية أطول يمكنها أن تساعد على وصول خلايا بيروفسكايت الشمسية إلى مستوى يُستفاد منها تجارياً بشكل أسرع. وأشار الباحثون إلى أنه دفعت الاختراقات العلمية الأخيرة خلايا بيروفسكايت الشمسية إلى الارتقاء بمستويات كفاءتها ورفعها إلى ما يتجاوز 26 في المئة، وهو ما يعزز تنافسيتها مع الألواح الشمسية التقليدية المصنوعة من السيليكون، إلا أن أعضاء الفريق البحثي في جامعة خليفة يرون أن الاستقرار يبقى هو العقبة الأخيرة التي تحول دون بدء إنتاج خلايا بيروفسكايت على نطاق كبير، ويمكن بالتركيز على ابتكارات الكيمياء العضوية تطوير مواد تسهم في تحسين الأداء وتُحدِث ثورة في صناعة الطاقة المتجددة، وتوفر بديلاً بكلفة اقتصادية منخفضة، وفي نفس الوقت أكثر وأكفأ للتكنولوجيات الشمسية الحالية.
موجز نيوز
١٠-٠٣-٢٠٢٥
- علوم
- موجز نيوز
علماء صينيون يحققون نجاحًا كبيرًا في تكنولوجيا خلايا بيروفسكايت الشمسية
حقق علماء صينيون تقدمًا كبيرًا في مجال خلايا بيروفسكايت الشمسية ، ما يمهد الطريق لتطبيقها الصناعي على نطاق واسع. وذكرت وكالة الأنباء الصينية "شينخوا"، اليوم الإثنين، أن خلايا بيروفسكايت الشمسية، وهي تكنولوجيا كهروضوئية واعدة للغاية من الجيل التالي، تعمل على توليد الكهرباء مثل الخلايا التقليدية القائمة على السيليكون في حين تقدم مزايا متميزة مثل كونها رقيقة للغاية ومرنة وخفيفة الوزن. وتفتح هذه الميزات إمكانيات للاندماج في الأسطح غير التقليدية مثل الملابس والنوافذ، ومع ذلك، لا يزال عامل عدم الاستقرار فيها عقبة رئيسية أمام التسويق. وأضافت الوكالة أن فريقا بحثيا من جامعة شرقي الصين للعلوم والتكنولوجيا ومقرها شنغهاي حقق اختراقا كبيرا من خلال تحديد الآلية الرئيسية وراء عدم الاستقرار هذا وقد طور الباحثون جهازا مبتكرا لخلايا بيروفسكايت الشمسية يقدر على العمل لمدة غير مسبوقة تبلغ 3670 ساعة، ما يضع معيارا جديدا للاستدامة، فيما نُشرت بحوثهم مؤخرا في مجلة (العلوم).
مصرس
١٨-٠٢-٢٠٢٥
- أعمال
- مصرس
تحول عالمي نحو الطاقة المتجددة: اليابان تواجه هيمنة الصين في سوق الألواح الشمسية
في ظل التحول العالمي نحو الطاقة المتجددة، يشهد سوق الألواح الشمسية منافسة شرسة بين اليابان والصين، حيث تسعى طوكيو لمواجهة الهيمنة الصينية التي تفوق 80% من الإنتاج العالمي، بعد أن كانت اليابان رائدة في هذا القطاع لعقود طويلة. ففي السنوات الأخيرة، أصبحت الصين اللاعب الرئيسي في السوق، بينما تتطلع اليابان إلى استعادة مكانتها عبر تقنيات جديدة ومبتكرة مثل خلايا «البيروفسكايت» فائقة النحافة.اقرأ أيضا | وزير الكهرباء: مصر تسعى لتوطين صناعة الألواح الشمسيةهيمنة الصين في سوق الألواح الشمسيةوتواصل الصين تعزيز هيمنتها على سوق الألواح الشمسية بشكل غير مسبوق، حيث أضافت في عام 2023 قدرة جديدة وصلت إلى 216.9 جيجاواط، وهو ما يفوق مجموع قدرة الولايات المتحدة منذ بداية تاريخها في إنتاج الطاقة الشمسية، هذه الإضافة رفعت إجمالي قدرة الصين إلى مستويات قياسية، ما يمنحها سيطرة مطلقة على السوق.اقرأ أيضا | تعاون بين الكهرباء والعربية للتصنيع لإنشاء مشروع الألواح الشمسيةتراجع اليابانفي المقابل، أضافت اليابان 4.01 جيجاواط من الألواح الشمسية في نفس العام، مما يعكس الفجوة الكبيرة بين الدولتين، حتى الولايات المتحدة التي أضافت 24.84 جيجاواط، تفوقت على اليابان بشكل ملحوظ في هذا المجال.وتعتمد اليابان بشكل كبير على استيراد مكونات الطاقة الشمسية من الصين، ففي الأشهر الأربعة الأولى من عام 2023، استوردت اليابان 2.1 جيجاواط من الألواح الشمسية من الصين، وفقاً لشركة «إنفو لينك» InfoLink، ما يعكس التبعية الكبيرة لقطاع الطاقة الشمسية الياباني لتكنولوجيا الإنتاج الصينية.الصين تسيطر على السوقوتمتلك الصين حالياً 84.6% من إجمالي الإنتاج العالمي للألواح الشمسية، بينما تملك اليابان أقل من 2% فقط، مما يمنح الصين نفوذاً كبيراً في تحديد الأسعار والسيطرة على سلاسل التوريد العالمية.اقرأ أيضا | لمواجهة انقطاع التيار وفواتير الكهرباء| «الألواح الشمسية».. نور في البيوت المصريةالتحديات الصينيةوعلى الرغم من تفوق الصين في الإنتاج، يواجه قطاع الطاقة الشمسية الصيني تحديات خطيرة تتعلق بفائض الإنتاج، حيث وصل إجمالي قدرة الإنتاج الصينية إلى 1154 جيجاواط في مقابل طلب عالمي لا يتجاوز 593 جيجاواط، وهذا الفائض يعد أحد التحديات التي قد تؤثر على استدامة النمو في المستقبل، حيث ستحتاج الصين إلى حلول مبتكرة للتعامل مع هذه الفجوة.الخلايا الشمسية المتطورةولمواجهة هيمنة الصين، تتطلع اليابان إلى الاستفادة من تقنيات الجيل الجديد، مثل خلايا «البيروفسكايت» الشمسية فائقة النحافة، التي تُعد ركيزة أساسية في استراتيجية اليابان للابتكار في قطاع الطاقة الشمسية، ومن أجل تسريع التحول نحو هذه التقنية، أعلنت اليابان عن استثمار ضخم بقيمة 1.5 مليار دولار في تطوير خلايا بيروفسكايت، التي يُتوقع أن تُحدث تغييراً جذرياً في كيفية توليد الطاقة الشمسية، خاصة في المناطق الحضرية ذات المساحات المحدودة.وتتميز هذه التقنية بخفة وزنها ومرونتها، مما يسمح بتركيبها على أسطح المباني، المطارات، والمرافق العامة، وهذا يساهم بشكل كبير في زيادة كفاءة استخدام المساحات الحضرية المتاحة في المدن اليابانية.اقرأ أيضا | هل تنجح مصر في التحول إلى مركز إقليمي للطاقة الشمسية؟خطط الحكومة اليابانيةتخطط الحكومة اليابانية لتنفيذ مشروع طموح لتركيب خلايا بيروفسكايت بقدرة إجمالية تصل إلى 20 جيجاواط بحلول عام 2040، ما يعادل إنتاج 20 مفاعلاً نووياً، وتدعم الحكومة هذا التوجه عبر تقديم دعم مالي يصل إلى مليار دولار لشركة «Sekisui Chemical»، التي تُعد رائدة في تطوير هذه التقنية، إضافة إلى تخصيص 60 مليار ين ياباني "400 مليون دولار" لتمويل الأبحاث والتطوير في مجال الطاقة المتجددة.وفي بداية عام 2024، حققت اليابان زيادة ملحوظة في إنتاج الكهرباء النظيفة بنسبة 12.4% مقارنة بالفترة نفسها من عام 2023، ما يعكس التحسن الكبير في مزيج الطاقة في البلاد، حيث بلغ إجمالي إنتاج الكهرباء النظيفة في الشهرين الأولين من 2024 نحو 52.67 تيراواط/ ساعة، وهو ما يشكل 31.6% من إجمالي إنتاج الكهرباء، مقارنة ب28% في 2023.البنية التحتية والتكاليف المرتفعةتواجه اليابان العديد من التحديات، مثل البنية التحتية لشبكة الكهرباء والارتفاع الكبير في تكلفة الإنتاج الأولية لتقنيات الطاقة المتقدمة، حيث تُقدر تكلفة إنتاج خلايا بيروفسكايت الشمسية في السنوات الأولى بثلاثة أضعاف تكلفة تقنيات الطاقة الشمسية التقليدية، ما قد يحد من تبني هذه التقنية على نطاق واسع في البداية.خطط اليابان المستقبليةوفي ظل تزايد الحاجة للحد من الاعتماد على الوقود الأحفوري، تتخذ اليابان خطوات حاسمة لتعزيز استخدام الطاقة المتجددة، فمنذ كارثة فوكوشيما في 2011، شهد قطاع الطاقة المتجددة في اليابان نمواً كبيراً، حيث ارتفعت حصتها في إنتاج الكهرباء من 10% إلى أكثر من 20% بحلول عام 2022، وبفضل نظام التعرفة التحفيزية "FIT"، تهدف الحكومة اليابانية إلى رفع نسبة الطاقة المتجددة إلى ما بين 40% و50% من إجمالي توليد الكهرباء بحلول عام 2040.ومن المتوقع أن تشهد اليابان تحسناً في استخدام الطاقة الشمسية، التي أصبحت المحرك الرئيس للنمو في قطاع الطاقة المتجددة، حيث ارتفعت حصتها من 0.4% في عام 2011 إلى 9.2% في 2022، مما جعل اليابان تحتل المرتبة الثالثة عالمياً في القدرة المركبة للطاقة الشمسية.
