إنتاج الكهرباء من نقع الخشب في الماء.. تشغيل كمبيوتر محمول يحتاج متر مربع من الخشب بسمك 1سم و2 لتر ماء

كتب مصطفى شعبان

قد يكون الماء والخشب يومًا ما هو كل ما يلزم لتوفير الطاقة الكهربائية للمنزل، في الوقت الذي تعتبر فيه الطاقة قضية حاسمة للعديد من الملايين من الناس في جميع أنحاء العالم، تمكن العلماء من توليد الكهرباء بمساعدة هذين المصدرين المتجددان.

تركز الطريقة التي أبلغ عنها الباحثون في المعهد الملكي للتكنولوجيا، في السويد، على ما يحدث بشكل طبيعي بعد وضع الخشب في الماء، وتبخر الماء.

يحدث النتح، وهو عملية يتحرك فيها الماء عبر النبات، باستمرار في الطبيعة، وتنتج كميات صغيرة من الكهرباء، تعرف بالكهرباء الحيوية.

حصاد كميات واعدة

يقول يوان يوان لي، الأستاذ المساعد في قسم المركبات الحيوية في المعهد الملكي، إنه مع بعض الهندسة النانوية للخشب – وضبط الأس الهيدروجيني- يمكن الآن حصاد كميات صغيرة ولكن واعدة من الكهرباء، مضيفا “في الوقت الحالي يمكننا تشغيل أجهزة صغيرة مثل مصباح LED أو آلة حاسبة”، إذا أردنا تشغيل جهاز كمبيوتر محمول ، فسنحتاج إلى حوالي متر مربع واحد من الخشب بسمك سنتيمتر واحد ، وحوالي 2 لتر من الماء.”

ويوضح “بالنسبة للأسرة العادية، نحتاج إلى المزيد من المواد والمياه أكثر من ذلك بكثير، لذلك هناك حاجة إلى مزيد من البحث.”

تغيير التركيب النانوي للخشب

من خلال تغيير التركيب النانوي للخشب، قام الباحثون بتحسين خصائصه من حيث مساحة السطح، والمسامية (أو الكثافة)، والشحنة السطحية، ومدى سهولة مرور الماء عبر المادة ومحلول الماء نفسه – وكلها عوامل تؤثر على الكهرباء جيل في الخشب.

يقول لي: “لقد قارنا البنية المسامية في الخشب العادي بالمواد التي قمنا بتحسينها فيما يتعلق بالسطح والمسامية والشحنة السطحية ونقل المياه، وأظهرت قياساتنا أن توليد الكهرباء أعلى بعشرة أضعاف من الخشب الطبيعي”.

ويضيف، الضبط الإضافي لفرق الأس الهيدروجيني بين الخشب والماء ، بسبب تدرج تركيز الأيونات، يحقق إمكانات تصل إلى 1فولت وإخراج طاقة ملحوظ يبلغ 1.35 ميكرو واط لكل سنتيمتر مربع.

يقول لي إنه حتى الآن، تمكن الخشب من توفير جهد عالٍ لحوالي 2-3 ساعات، قبل أن يبدأ في التلاشي، والخشب تمكن حتى الآن من إدارة 10 دورات بالماء، دون حدوث انخفاض في أداء المواد.

وأوضح “الميزة الكبرى لهذه التقنية هي أنه يمكن استخدام الخشب بسهولة لأغراض أخرى بمجرد استنفاده كمصدر للطاقة، مثل الورق الشفاف والرغوة ذات الأساس الخشبي والمركبات الحيوية المختلفة.”