وقود الشمس: تقنية ناشئة قد تغيّر مستقبل الطاقة

بقلم الدكتور /

مازن إسماعيل محمد :مكة المكرمة:-

في ظل التحديات المتزايدة التي يفرضها تغير المناخ والحاجة الملحة إلى مصادر طاقة نظيفة، تبرز تقنيات التمثيل الضوئي الاصطناعي كأحد الحلول الواعدة لإنتاج وقود مستدام باستخدام ثاني أكسيد الكربون والماء وضوء الشمس فقط. في ورقة علمية حديثة نُشرت في مجلة Chemical Science تحت عنوان “Artificial photosynthetic processes using carbon dioxide, water and sunlight: can they power a sustainable future?”، قدّم الباحثان Qian Wang وChanon Pornrungroj تحليلاً تقنياً واقتصادياً شاملاً لهذه التقنية، مستعرضين إمكاناتها وتحدياتها في سياق الانتقال العالمي نحو اقتصاد منخفض الكربون.

تركز الدراسة على ثلاث فئات رئيسية من الأنظمة: الأنظمة الكهروضوئية-الكهروكيميائية (PV-EC)، والأنظمة الضوئية-الكهروكيميائية (PEC)، والأنظمة الضوئية-الضوئية (photocatalytic systems). تسعى هذه الأنظمة إلى محاكاة التمثيل الضوئي الطبيعي، ولكن بكفاءة أعلى وتحكم أكبر في المنتجات النهائية. في حين أن الكفاءة الشمسية إلى الوقود (STF) في الأنظمة الحالية تتراوح بين 1–10%، تشير الدراسة إلى أن الوصول إلى كفاءة تتجاوز 10% يُعد شرطًا أساسيًا لتحقيق الجدوى التجارية. ومع ذلك، لا تزال هناك تحديات تقنية كبيرة، من أبرزها استقرار المواد الضوئية على المدى الطويل، وانتقائية التفاعلات الكيميائية، وصعوبة تكامل المكونات في وحدات عملية قابلة للتوسيع.

من الناحية الاقتصادية، توضح الورقة أن تكلفة إنتاج الوقود عبر التمثيل الضوئي الاصطناعي لا تزال مرتفعة، إذ تتراوح بين ضعفين إلى عشرة أضعاف تكلفة الوقود التقليدي. تعود هذه التكلفة المرتفعة إلى عوامل عدة، منها استخدام محفزات نانوية باهظة الثمنظمة، والحاجة إلى ضوء شمسي مركز أو أنظمة تتبع شمسية. ومع ذلك، ترى الدراسة أن هناك فرصًا واعدة لتقليل التكاليف، خاصة إذا ما تم استخدام CO₂ من مصادر صناعية كثيفة الانبعاثات، إلى جانب دعم السياسات البيئية مثل تسعير الكربون وتحفيز الابتكار في المواد.

تُبرز الورقة أيضًا الأثر البيئي الإيجابي لهذه التقنية، إذ تتيح تحويل CO₂ إلى وقود، مما يساهم في تقليل الانبعاثات الصافية وتعزيز الاعتماد على مصادر متجددة مثل ضوء الشمس والماء. كما يمكن دمج هذه التقنية ضمن منظومة الاقتصاد الدائري من خلال تقنيات احتجاز الكربون وإعادة استخدامه (CCU)، مما يعزز من استدامتها على المدى الطويل.

في ختام الدراسة، يؤكد الباحثان أن التمثيل الضوئي الاصطناعي لا يزال في مراحله التجريبية، لكنه يحمل وعودًا كبيرة في حال تم تجاوز العوائق التقنية والاقتصادية. ويشددان على أهمية تحسين الكفاءة، وتطوير مواد منخفضة التكلفة وأكثر استدامة، إلى جانب توفير دعم حكومي وتشريعي لتسريع تبني هذه التقنية. الورقة تمثل دعوة واضحة لتكثيف الجهود البحثية والتكامل بين العلوم والهندسة والسياسات العامة من أجل تسخير ضوء الشمس في إنتاج وقود نظيف يساهم في بناء مستقبل مستدام.

صدى نيوز اس 1

Related Posts

الوطن الغالي والانتماء لترابه

 صحيفة صدى نيوز s قلم الشاعر والإعلامي نايف بن عمر الصيعري بِالروح والمال، وبكل ما نملك، نفدي وطننا الغالي المملكة العربية السعودية، ونحن على أتم الاستعداد لتلبية نداء الوطن والوقوف صفًا واحدًا تحت راية قيادتنا الحكيمة، ممثلةً بخادم الحرمين الشريفين الملك سلمان بن عبدالعزيز آل سعود، وولي عهده الأمين صاحب السمو الملكي الأمير محمد بن سلمان بن عبدالعزيز آل سعود، حفظهما الله. نحن شعب سعودي متكاتف،…

سلسلة حياتك السعيدة المقال (46): صدق النية.. حين يكون رضا الله تعالى غايتك

  بقلم الدكتور عثمان بن عبدالعزيز آل عثمان صدق النية وإخلاصها لله تعالى هما أساس كل عمل صالح، وأعظم ما يمنح الإنسان راحة القلب وطمأنينة الروح؛ فحين يعمل الإنسان ابتغاء مرضاة الله، لا يصبح التكريم غايته، ولا شهادات الشكر والتقدير مقياسًا لقيمة جهده، ولا مدح الناس سببًا لاستمرار عطائه. الإخلاص أن تعمل لله تعالى حين يراك الناس وحين يخفون عنك، وأن تقدم الخير لأنك تؤمن بقيمته،…

لقد فاتك ذلك

ال حسين وال الادماوي وال قاضي يحتفلون بمحمد عبدالرحمن في جدة

ال حسين وال الادماوي وال قاضي يحتفلون بمحمد عبدالرحمن في جدة

«وقاء» يواصل التوعية بحمى غرب النيل.. التعرّف على الأعراض خطوة مهمة لحماية الخيول

«وقاء» يواصل التوعية بحمى غرب النيل.. التعرّف على الأعراض خطوة مهمة لحماية الخيول

في بادرة إنسانية نبيلة.. عثمان كاسب يتبرع بكليته لأخيه حسن

في بادرة إنسانية نبيلة.. عثمان كاسب يتبرع بكليته لأخيه حسن

محمد سعيد الضنحاني : مشاركة مدينة الفجيرة للابداع

محمد سعيد الضنحاني : مشاركة مدينة الفجيرة للابداع

وزير المالية يرأس وفد المملكة المشارك في الاجتماعات السنوية لمجموعة البنك وصندوق النقد الدوليين لعام 2026م

وزير المالية يرأس وفد المملكة المشارك في الاجتماعات السنوية لمجموعة البنك وصندوق النقد الدوليين لعام 2026م

الوطن الغالي والانتماء لترابه

الوطن الغالي والانتماء لترابه

Primary Color

Secondary Color

Layout Mode