دراسة تعلن أن قنديل البحر مصدرجديد للطاقة الضوئية

استخدم العلماء بالسويد مادة اكتشفت في قنديل البحر لإنتاج خلية ضوئية جديدة وهى تقنية يمكنها ابتكار خلايا وقودية دقيقة لتقديم النانو تكنولوجي.

وفى تقنية أخرى، تم التوصل إلى أن الكهرباء الضوئية العضوية يمكن إنشاؤها من الطحالب البحرية.

نقلا عن وكالة (سي إن إن) الإخبارية (وضع آلاف من قنديل البحر داخل خلاط لصنع معجون يبدو مثل بدء حوار فكاهي).

في الواقع، إنها طريقة واحدة لإنتاج مكونات أساسية لجيل جديد من حلول أو خيارات الطاقة الضوئية التي يمكنها المساعدة في علم الطب وتقديم طاقة رخيصة.

يصرح العلماء أنه بواسطة تمويع قنديل البحر المعروف باسم (Aequorea Victoria) وهو نوع من قناديل البحر عنده القدرة على الإضاءة في الظلام ويوجد بشكل شائع في منطقة الساحل الغربي من أمريكا الشمالية.

استطاع العلماء استخدام ما بهذا القنديل من مادة البروتين الفلوري الذي ينتج الضوء الأخضر لخلق خلايا وقود مصغرة وأعلنوا عن إمكانية استخدام هذا الاكتشاف ليمد الأجهزة المجهرية الدقيقة جدا بالطاقة حتى تستطيع العمل بشكل منفصل داخل جسم الإنسان، وتساعد في علاج العمى ومقاومة الأورام.

تمثل تكنولوجيا النانو معالجة بارعة للمادة على أساس ذري (فنجد أن النانوميتر الواحد يعادل واحدا من المليار من المتر) ويرى العديد من العلماء أن هذه التكنولوجيا هي المستقبل في مجال الطب، لكن مازال علم إمداد الأجهزة التي تعمل بتكنولوجيا النانو بالطاقة في مهدها.

مكتشف هذه التقنية:
قام العالم (Zackary Chiragwandi) بجامعة تشالمرز للتكنولوجيا بمنطقة جوتنبرج بالسويد بتطوير طريقة لتوليد الطاقة على مستوى النانو بواسطة وضع قطرات من سائل قنديل البحر داخل أقطاب من الألومنيوم وتعريضها للأشعة فوق البنفسجية.

ويقول: "ربما تكون أنواع الوقود البيولوجية وسائلا لطاقة تكنولوجيا النانو الموجودة بشكل مستقل في الكائنات الحية".

ويضيف هذا العالم قائلا: إن هذه التقنية هي الأكثر وضوحا وضمانا من خلايا الطاقة الضوئية الموجودة، كما تعتبر وسيلة هائلة تخلصنا من الحاجة إلى عناصر التيتانيوم المكلفة التي يصعب الحصول عليها، والموجودة بخلايا (Gratzel)، معلنا أن خلايا الوقود التي تمدنا بالطاقة الضوئية تحاكي نبات التركيب الضوئي.

كما يضيف أن الخلية الخاصة به يمكنها الاستفادة من إنزيمات ناتجة عن بعض الحشرات الطائرة وزهور الثالوث المعروفة باسم (Renilla reinformis) لخلق مصدر الضوء الذاتي الخاص بها مما يجعلها مكتفية ذاتيا بشكل تام.

ويقول هذا العالم أن أجهزة النانو ذات التصوير البايوفولطائي هناك تعتبر تدفقا للألكترونيات خلال دائرة تنشأ عندما يصطدم الضوء بالبروتين الفلوري الأخضر، وهذا يولد تيارا قادرا على قياس عشرات النانو أمبير.

وقد يبدو هذا المقدار ضئيلا، لكن عندما يتم الارتقاء به وتطويره سوف يقدم إمدادات للطاقة أكثر كفاءة من الموجودة بالخلايا الشمسية.

ويقول (Zackary Chiragwandi) أيضا: "إن خصائص نتاج أجهزة النانو ذات التصوير البايوفولطائي قابلة للمقارنة مع تلك التي ذكرت في وقت سابق، وتعتبر خلايا ضوئية عالية الكفاءة"، كما يقول أنه قد يتم انتشار طاقة هذه الخلايا في غضون عام أو عامين.

ويضيف: "الوقود البيولوجي هو وسيلة لتقديم طاقة تكنولوجيا النانو بشكل مستقل، مثل أجهزة التشخيص، والأجهزة الطبية، أو حتى أجهزة الاتصال الكائنة داخل الكائن الحي بدون الحاجة إلى مصدر خارجي للطاقة الكهربية".

وفي الوقت نفسه أعلن علماء من جامعة كامبريدج بالمملكة المتحدة أنهم عملوا على اكتشاف وسيلة لتحويل الطحالب الحية إلى ما يسمى فعليا بالخلايا الضوئية البيولوجية الحرة التي يمكن استخدامها لتوليد الطاقة من الجسم غير المجمد أي من المياه العذبة أو المالحة.

يقول العالم (Paolo Bombelli) وهو جزء من الفريق العامل على تطوير هذه الطريقة أنه من الممكن تحويلها إلى الطاقة الناتجة بواسطة الكائنات الضوئية باستخدام أقطاب شفافة مصممة خصيصا، وبواسطة تنفيذ هذه العملية التي ترى الماء الذي يتكون من أوكسيجين، بروتونات، وإلكترونات استطاعوا بعد ذلك تقديم طاقة كهربية كافية لتشغيل الساعة الرقمية.

وصرح أيضا: "بينما نقوم بخوض هذه التجربة لا نتوقع إنتاج كمية كبيرة من الطاقة الكهربية، كما أن الفريق كان بعيدا تماما عن التطبيق الحقيقي لأنها خطة طويلة الأمد".

ما يواجه الاكتشاف من مشكلات:
على الرغم من أن هذه التجربة أثبتت إمكانية استخدامها على مياه البحر في نطاق واسع من درجات الحرارة مما يفتح معظم محيطات العالم إلى إمكانية الاستخدام، لكنها لم تتجاوز مستويات كفاءة ضوء الشمس إلى كهرباء تساوي 0.1%، والمشكلة التي تواجههم للعمل بهذه التقنية هي كيف يمكن لهم الاستمرار في العمل دون قتل المزيد من الكائنات الحية.

وعلى الرغم من كون طحالب قنديل البحر حاليا معرضة للخطر، إلا أن هناك أنباء جيدة: فبفضل الاختراقات الحديثة أصبح من المتاح للعلماء صنع البروتين الفلوري الأخضر الخاص بهم باستخدام بكتيريا من نوع خاص ولم تعد المخلوقات البحرية على القائمة وحدها.