أحدث الأخبار مع #عبداللهللعلوموالتقنيةكاوست

الاقتصادية

تقنية سعودية جديدة تحسن كفاءة الطاقة في مصابيح إنارة الشوارع العاملة بتقنية LED

أظهرت دراسة جديدة، بالتعاون بين جامعة الملك عبدالله للعلوم والتقنية (كاوست) ومدينة الملك عبدالعزيز للعلوم والتقنية (كاكست)، أن استخدام المواد النانوية يمكن أن يقلل بشكل كبير من انبعاثات الكربون الناتجة عن مصابيح الشوارع العاملة بتقنية LED. وقدّرت الدراسة أنه باستخدام هذه التقنية يمكن للولايات المتحدة وحدها تخفيض انبعاثات ثاني أكسيد الكربون بأكثر من مليون طن متري. تتميز مصابيح LED بكفاءتها وعمرها الافتراضي الطويل، إلا أن 75% من الطاقة المدخلة تتحول إلى حرارة، ما قد يؤدي إلى تلف مكوناتها الإلكترونية، وهنا تأتي دور المادة النانوية "النانو بولي إيثيلين" (nanoPE)، التي تعزز انبعاث الإشعاع الحراري لتقليل درجة حرارة المصابيح. وأكد قائد الدراسة البروفيسور تشياو تشيانغ غان من جامعة الملك عبدالله للعلوم والتقنية (كاوست) أن الإضاءة تستهلك نحو 20% من الكهرباء العالمية وتسهم بنحو 6% من انبعاثات غازات الاحتباس الحراري في العالم، وأضاف: "مصابيح LED هي مصادر الإضاءة المفضلة بسبب كفاءتها الفائقة وعمرها الافتراضي، ولكن يمكن تحسينها من خلال تعديلات البسيطة، قد تحدث فرقا كبيرا في الاستدامة". عادة ما توجه مصابيح إنارة الشوارع التقليدية ضوءها نحو الهدف المراد إضاءته، ولذلك تكون موجهة نحو الأرض، كما أنها مصممة بحيث يبقى الإشعاع الحراري محصورا داخل المصباح، على العكس، فإن أعمدة الإنارة المطلية بتقنية النانو بولي إيثيلين مقلوبة فعليا، بحيث توجه نحو السماء وبعيدا عن الجسم المراد إضاءته. من جانبه أوضح المدير العام لمعهد تقنيات الطاقة المستقبلية في كاكست والمساهم في الدراسة الدكتور حسام قاسم أن التصميم الجديد يحسن بشكل كبير من تبريد مصابيح LED مع الحفاظ على كفاءة الإضاءة العالية، ما يجعله حلا واعدا لإنارة مستدامة في السعودية، حيث تم عكس تصميم مصابيح الشوارع المطلية بالنانو بولي إيثيلين لتوجيهها نحو السماء". صممت تقنية النانو بولي إيثيلين بحيث تسمح بمرور الأشعة تحت الحمراء، التي تمثل الجزء الأكبر من الإشعاع الحراري، بينما تعكس الضوء المرئي. وأظهرت الدراسة أن أكثر من 80% من الأشعة تحت الحمراء الصادرة عن مصابيح LED المطلية بالنانو بولي إيثيلين تمر عبر المادة، وتتجه نحو السماء، بينما يعكس أكثر من 95% من الضوء المرئي عنها ليعود إلى الأرض، ما يضيء المساحة أسفل المصابيح. تصنع تقنية "nanoPE" من مادة البولي إيثيلين، وهو البلاستيك الأكثر إنتاجا على الصعيد العالمي. ولإنشاء بلاستيك نانوي يعكس الضوء ذو الطول الموجي المنخفض (الضوء المرئي) ولكنه يسمح بمرور الضوء ذي الطول الموجي العالي (الأشعة تحت الحمراء)، صنع العلماء مسام صغيرة تصل إلى 30 نانومتر - أي أصغر بنحو 1000 مرة من سمك شعرة الإنسان - في البلاستيك، إضافة إلى تمديده وتحويله إلى طبقة رقيقة. يذكر أن الدراسة نشرت في المجلة العلمية Light: Science & Applications، وساهم في عمل الدراسة أيضا الأستاذان عثمان بكر وبون أوي، وباحث ما بعد الدكتوراه في كاوست سايشاو دانغ، وطالب الماجستير حسن المحفوظ، والأستاذ المساعد في مدينة الملك عبد العزيز للعلوم والتقنية البروفيسور عبد الرحمن العجلان.