تعمل انجيلا بِلْشر Belcher استاذةً لعلم المواد في معهد مساشوستس للتكنلوجيا MIT في الولايات المتحدة ، وهي تسعى لاستغلال فيروسات معينة من أجل رفع كفاءة ألواح الخلايا الشمسية التي تحول الطاقة الضوئية الى تيار كهربائي. إذ رغم أن الطاقة الشمسية نفسها هبة طبيعية مجانية ، إلا أن ما يعيق انتشارها حتى الآن هو الكلفة العالية لعمليات تصنيع الخلايا الكهروشمسية، إضافة إلى تدني كفاءتها، أي انخفاض كمية الطاقة الالكهربائية التي تنتجها هذه الخلايا، مقارنة مع الطاقة الشمسية التي تتلقاها.
الواقع أن تفاعل الكائنات الحية مع المواد بشكل عام، والمواد الصلبة خاصة، أمر معروف وشائع. ومن الأمثلة على نتائج ذلك التفاعل نجد أصداف الحيوانات البحرية، وكذلك حبيبات البرَد، التي لوحظ انها تحتوي في مركزها على نسبة عالية من البكتيريا، ما يوحي بأن البكتيريا تساعد على تراكم بخار الماء وتجمده لتكوين حبيبات البرد. كما تمت الاستفادة من الفيروسات لتحسين أداء بطاريات أيون – الليثيوم.
في حالة الخلايا الشمسية، تتحول الطاقة الشمسية الضوئية الى طاقة كهربائية، أي تيار من الإلكترونات، وتنتقل الالكترونات عبر أنابيب كربونية نانوية، بالغة الصغر، مشكلة تيارا كهربائيا. وتتمثل مهمة الفيروسات في مساعدة الالكترونات على ايجاد سبيلها بأفضل ما يمكن عبر هذه الأنابيب النانوية.
تنتمي الفيروسات المستخدمة لهذا الغرض الى الصنف الذي يهاجم البكتيريا، مثل بكتيريا إي كُولاي. وهي، أي الفيروسات، تُستخدم كثيرا في الأبحاث الحيوية. ويساعد شكلها الخيطي وحجمها الصغير على تنظيم ذرات المواد. وفي تجارب الخلايا الشمسية جرى تعديل هذه الفيروسات جينيا حتى تنتج بروتينات خاصة تدعى الببتيدات، والتي تلتصق بقوة بالأنابيب الكربونية النانوية، فيتحكم كل فيروس بما بين خمسة الى عشرة أنابيب، ويبقيها متباعدة حتى لا تتلاصق معا فتعيق حركة الالكترونات. هذه الإعاقة تسبب حدوث دوائر كهربية قصيرة(تماسا كهربائيا).
وتفرز الفيروسات أيضا مركبا كيميائيا يدعى ثاني اكسيد التيتانيوم، والذي يغطي سطح الأنابيب النانوية فيزيد قدرتها على توصيل الكهرباء. وقد أمكن بالفعل رفع كفاءة الخلايا الشمسية بنسبة 30% بفضل هذه الفيروسات.
وهكذا يمكننا أن نتفاءل بأن المستقبل سيشهد تقدما كبيرا في مجال استغلال الطاقة الشمسية بحيث تصبح وسائل تحويلها الى كهرباء كفؤة ومجدية اقتصاديا ومنافسة لمصادر الطاقة الأخرى، وخاصة النفط والغاز، وما يرافق حرقهما من تلويث للغلاف الجوي بأكاسيد الكربون والكبريت .
Science ET Vie 7/2011
P 48
ليست هناك تعليقات:
إرسال تعليق