لندن: بي بي سي

 

"تنتج الشمس طاقة أكثر من حاجة البشرية، لكننا ما زالنا لا نستطيع التقاط ما يكفي منها"، هذا ما يقوله إيروين رايزنر أستاذ الطاقة والاستدامة في جامعة كمبريدج.

يقود رايزنر فريقاً من الباحثين الذين يحاولون التقاط المزيد من هذه الطاقة المجانية. ورغم التقدم الكبير الذي حققته الألواح الشمسية خلال السنوات الأخيرة، بحيث أصبحت أقل تكلفة وأكثر فعاليَّة، فهي توفر الطاقة الكهربائية فقط، لا الوقود السائل القابل للتخزين، والذي لايزال مطلوباً بشدة.

يتساءل البروفيسور رايزنر: "إذا نظرت إلى محفظة الطاقة العالمية والاحتياجات الحالية، ستجد أن الكهرباء تغطي ربما ما بين 20 إلى 25 بالمئة. وبالتالي حين نغطي نسبة الـ 25 بالمئة هذه، ما الذي سنفعله بعدها؟".

والإجابة هي أن ننظر إلى الطبيعة: " النباتات مصدر كبير للإلهام، لأنها تعلمت على مدار ملايين السنين كيف يمكنها أنْ تحصل على ضوء الشمس وتخزن الطاقة في خزائن خاصة".

"أعتقد حقاً أنَّ التمثيل الضوئي الاصطناعي سيكون جزءاً من محفظة الطاقة خلال العقدين المقبلين".

حين تقوم النباتات بالتمثيل الضوئي، فهي تمتص الماء وثاني أكسيد الكربون وتستخدم ضوء الشمس لتحويل هذه المواد الخام إلى الكربوهيدرات التي تحتاجها للنمو.

يقول البروفيسور رايزنر "نريد محاكاة ذلك، لكننا لا نريد إنتاج الكربوهيدرات لأنها تمثل وقوداً رديئا، وبدلاً من الحصول على الكربوهيدرات سنحاول إنتاج شيء يمكن استخدامه بسهولة أكبر".

هناك مشكلة أخرى، وهي أنَّ النباتات ليست فعالة للغاية في التمثيل الضوئي، إذ تحول نحو واحد أو اثنين بالمئة من الطاقة الشمسية إلى وقود. وقد خلصت وزارة الطاقة الأميركية إلى أنه لكي يكون التمثيل الضوئي مجدياً من الناحية الاقتصادية، فإنَّ الكفاءة ينبغي أنْ ترتفع إلى ما بين خمسة إلى عشرة بالمئة.

اختبر فريق البروفيسور رايزنر عدداً من الأساليب، من بينها نظام يحاكي التمثيل الضوئي الطبيعي، ويستخدم الإنزيمات لفصل الماء وانتاج الهيدروجين للوقود. غير أن الكفاءة لا تزال منخفضة، كما أنَّ الهيدروجين كغاز يصعب تخزينه.

ثمة مسار آخر ربما يكون واعداً على المدى الطويل، إذ طور فريقه مؤخراً جهازاً صغيراً يحول ضوء الشمس وثاني أوكسيد الكربون والماء إلى أوكسجين وحمض الفورميك، وهو وقود سائل يتمتع بكثافة طاقة عالية.