[الحارث]

محاكاة أوراق النبات لتوفير حاجة العالم من الطاقة




في اطار الجهود العلمية لتوفير طاقة وافرة نظيفة وقليلة الكلفة لسد احتياجات العالم المتزايدة للطاقة، يتجه العلماء الى أوراق النبات لتكون حسب رأيهم الحل المثالي في هذا المجال.

ويقول العلماء ان أوراق النبات قادرة من خلال عملية البناء الضوئي، على تحويل غاز ثاني أكسيد الكربون والماء الى مواد سكرية مستفيدة بذلك من طاقة الشمس، وبما يمثل عملية تحويل الطاقة الشمسية الاكثر كفاءة على سطح الارض، ويقولون انه بمحاكاة جزء من هذه العملية سيمكن توفير طاقة نظيفة لا تنضب للعالم.

ويشير العلماء انه اذا امكن استغلال طاقة الشمس التي تسقط على الارض في ساعة واحدة سيمكن تأمين احتياجات العالم من الطاقة لمدة سنة، ويقولون انه حتى بالاستفادة من مقدار قليل من هذه الطاقة لتوليد الكهرباء او لصنع وقود مفيد، سيمكن تغطية حاجة العالم المتزايدة من الطاقة، والمتوقع ان تتضاعف بحلول عام 2050م، ودون التسبب باي تلويث للبيئة او تهديد للمناخ.

ومن المعروف ان معظم انظمة الطاقة الشمسية الحالية تستخدم رقاقات السليكون لتوليد الكهرباء مباشرة، لكن وبالرغم من انخفاض ثمنها يوما بعد يوم، الا انها لا تزال مكلفة جدا مقارنة بالوقود الاحفوري مثل الفحم والنفط والغاز، لذا يتطلع العلماء باستمرار لتطوير مصادر بديلة للطاقة اكثر كفاءة واقل كلفة.

باحثون من امبريال كوليج لندن بدأوا مشروعا طموحا لمحاكاة عملية البناء الضوئي في النبات، ويخطط الباحثون في المشروع المسمى artificial leaf الى محاكاة آلية صنع أوراق النبات لجزيئات مفيدة من خلال قيامها بعملية البناء الضوئي، كما يتطلعون الى بناء انظمة قادرة على توليد الهيدروجين والميثانول بالطريقة نفسها، وبحيث يمكن استخدامها في خلايا الوقود لتوليد كهرباء نظيفة او استخدامها مباشرة لتزويد المركبات بطاقة نظيفة.

مشاريع اخرى مماثلة تجرى حاليا في العالم، ومن ذلك مشروع فيدرالي اميركي بكلفة 35 مليون دولار سنويا يهدف الى انتاج الوقود من طاقة الشمس، ومشروع حكومي هولندي مماثل خصص له 57 مليون دولار.

وتبعا لما يقوله جيمس باربر البيولوجي في امبريال كوليج ومدير مشروع أوراق النبات الصناعية، فان انظمة البناء الضوئي الصناعية ستحتاج لان تغطي 16ر0% فقط من مساحة سطح الارض لتؤمن حاجة العالم من الطاقة والبالغة 22 تيراواط، وهو ما سيحتاجه العالم في عام 2030م،
ويقول انه على العكس من المصادر الاخرى للطاقة، فان أوراق النبات الصناعية ستوضع في المناطق الصحراوية من العالم، وبالتالي لن تؤثر في مساحة الارض الزراعية.

ويوضح باربر انه ليس بالضرورة لتحقيق هدف المشروع صنع أوراق تماثل تماما أوراق النبات في تركيبها وعملها، اذ ان ليوناردو دافنشي حاول ان يصمم آلات طائرة باستخدام اجنحة من الريش ترفرف الى الاعلى والاسفل، لكننا في النهاية صنعنا البوينغ 747 وايرباص 380، وهما بتصميم مختلف كليا عن اجنحة الطيور والوسائل التي تساعدها على الطيران، بل وافضل كثيرا من الطيور.