إن إحدى أكبر العقبات والتحديات الكبيرة واسعة النطاق التي تواجه الطاقة المتجددة هو محاولة تخزين الطاقة! كيف يمكن تخزين الطاقة عندما لا يوجد أشعة شمسية كافية أو مصدرٍ للرياح كافٍ لتوليد الطاقة؟
نَشرَ فريق بحثٍ سويدي حديثًا أنه وجدَ طريقةً لحل العقبة التي تواجه الطاقة المتجددة، وعمل الفريق على ايجاد وقود حراري معتمد على الشمس (Solar Thermal Fuel) يمكنه تخزين الطاقة الشمسية لمدة تصل لحوالي 18 عامًاً !
تعتمد عملية انتاج هذا الوقود على الهيدروكربونات والتي أصبحت جزءًا ومصدرًا رائدًا في العالم نظرًا لكون عملية استخراجها رخيصة نسبيًا ويمكن تخزينها لفترات طويلة من الزمن بالإضافة لإمكانية استخدامها بشكل فوري والتي تجعل الهيدروكربونات مصدرًا عظيمًا لتوليد الطاقة. كما أنه مع استمرار تطور صناعة البطاريات في زيادة قدرتها على تخزين الطاقة ولفترات زمنية طويلة.. فقد بدأت الهيدروكربونات تحتل مركزًا مهمًا مثالًا في المركبات الكهربائية. كبديل عن البطاريات يمكن للوقود الحراري الشمسي المكتشف تخزين الطاقة الشمسية لفترات طويلة من الزمن بناء على الطلب.
على خلاف البطاريات التي تقوم بتهريب الشحنات الكهربائية فإن هذا الوقود الحراري عندما يتم تنشطيه باستخدام عامل محفز فانه يبعث طاقة حرارية عالية والذي بدوره سيجعله مثاليًا لتدفئة المنازل السكنية والتجارية ولاستخداماتٍ أخرى. كما ويتكون هذا الوقود بشكل أساسي من جزئيات الكربون والهيدروجين والنيتروجين.
الشكل التالي يُوضح التركيب الجزيئي للوقود:
مع وجود مصدر للوقود، نوربورناديين (Norbornadiene) حيث عندما تتعرض هذه الجزئيات لأشعة الشمس يتم اعادة ترتيب بعض هذه الراوبط لتشكيل ما يعرف ب(Quadricyclane). كما وتعمل عملية التحويل الكيميائي (Chemical Conversion) على تكوين جزيئات مختلفة تسمى أيزومير (Isomer) والذي يعمل على حفظ الطاقة داخل الجزيئات. كما أن الجزيئات المشبعة بالطاقة من هذا الجزيء مستقرة ولها روابط كيميائية قوية. وهذا هو السر في قدرة هذه الجزيئات المستقرة الهائلة على حفظ الطاقة لفترات زمنية طويلة حيث يُقد أنها قد تصل لعقدين من دون أي فقدٍ في الطاقة المخزنة.
كما أن عملية تحرير “انتاج” الطاقة يمكن أن يتم من خلال محفز (catalyst) يعمل على اعادة ترتيب الروابط الكيميائية القوية وتحويلها ل norbornadiene وينتج عن هذه العملية كمية مهولة من الحرارة.
علاوةً على ذلك، فقد وجد فريق البحث أن عملية استخدام المحفز تعمل على رفع وتسخين درجة حرارة الوقود بمقدار 63 درجة مئوية والتي تقدر حوالي 113 درجة فهرنهايت. هذا يعني اذا ما كانت درجة حرارة الغرفة الطبيعية حوالي 70 درجة مئوية سيؤدي ذلك لإنتاج طاقة تصل 183 درجة فهرنهايت والتي ستكون مناسبة لتدفئة المنازل والمباني السكنية ولاستخداماتٍ أخرى.
كما ويعتقد الفريق البحثي أن بالإمكان انتاج جزيء يمكنه رفع درجة حرارة الوقود وتسخينه لأكثر من 176 درجة فهرنهايت من خلال مجموعة من التجارب الاضافية و الاختبارات العملية والتي ستعمل بدورها على توليد الكهرباء باستخدام هذا الوقود العجيب. وأيضًا يعتقد الباحثون أنه يمكن لهذه التكنولوجيا أن تكون متاحة تجاريًا خلال عقد من الزمن خلال عمليات التطوير والأعمال الاضافية التي يجب استخدامها. وبالتأكيد هذا سيرجع لمدى اهتمام المستثمرين بهذه التكنولوجيا. خصوصًا أن عملية تطوير هذا الوقود الحراري وتسويقه كمصدر جديد لمصادر الطاقة المتجددة لا يتطلب أي مصدر آخر غير الشمس علاوة على كونه يعمل داخل حلقة مغلقة متطورة داخليًا.
إن محاولة الانتقال لمصدر طاقة متجدد يعتمد بشكل جوهري ليس فقط على تطوير تكنولوجيات غير مسبوقة فحسب بل سيتيح عائدًا اقتصاديًا عظيمًا.