وذكرت صحيفة ساوث تشاينا مورنينج بوست أن علماء صينيين نجحوا في ابتكار مولد كهربائي يستخدم عملية النتح من النباتات لإنتاج الكهرباء. على وجه التحديد، اخترعت مجموعة من الأساتذة بقيادة السيد هو خاي شوونغ - رئيس فريق البحث في جامعة فوجيان للزراعة والغابات (الصين) للتو مولدًا يعتمد على تبخر الماء من أوراق اللوتس. المنتج قادر على توفير الكهرباء للأجهزة وإنشاء شبكة طاقة لمساعدة المصنع على العمل.

"لا تستكشف هذه الدراسة تأثير الطاقة الكهرومائية من خلال النتح من أوراق اللوتس فحسب، بل توفر أيضًا منظورًا جديدًا لتكنولوجيا الطاقة الخضراء التي يمكن تطبيقها على نطاق واسع في المستقبل"، كما شارك فريق البحث في مقال نُشر في مجلة Nature Water في 16 سبتمبر.

على الرغم من أن عملية النتح الطبيعية لأوراق النباتات تمتلك طاقة حرارية مائية كبيرة، إلا أنها لم تُستغل بشكل كافٍ. لذلك، قمنا بدور ريادي في تطوير نموذج أولي لمولد يعتمد على عملية نتح أوراق اللوتس (LTG)"، وفقًا لفريق البحث.

20240925184045465.jpg
يعتمد هيكل المولد على عملية النتح لأوراق اللوتس. مصدر الصورة: أوبزرفر نيوز

وبناء على ذلك، ابتكر فريق البحث مولدًا يعتمد على نتح أوراق اللوتس عن طريق وضع قطب شبكي من التيتانيوم كقطب موجب بالقرب من سطح الورقة وقطب إبرة من التيتانيوم كقطب سالب يتم إدخاله في الجذور. عندما يحدث النتح، تفتح الثغور (أو فتحات التنفس، وهي نوع مهم من الخلايا النباتية) في اتجاه تصاعدي، مما يخلق فرقًا محتملًا بين القطبين.

وأوضح السيد شوونغ أن "النباتات تستمر في تبادل المياه مع البيئة من خلال النتح، وبالتالي فإن عملية إنتاج الكهرباء يمكن أن تتم طوال اليوم، وخاصة عندما يكون الطقس مشمسًا".

"صممنا سلسلة من التجارب للتحقق من القدرة على إنتاج الكهرباء وإجراء قياسات كهربائية في الموقع. وأظهرت نتائج التجارب أن توليد الكهرباء من خلال استغلال عملية نتح الأوراق الطازجة أمر ممكن تمامًا"، هذا ما صرح به البروفيسور شوونغ لصحيفة أوبزرفر نيوز .

طب الأسنان أنشأ مولد اللوتس.jpg
صورة توضيحية. مصدر الصورة: صحيفة ساوث تشاينا مورنينغ بوست

وفقًا للمقال، يشير النتح إلى عملية انتقال الماء من الجذور إلى أعلى النبات وتبخره من خلال الأوراق أو الزهور. ويقدر الباحثون أن إنتاج الكهرباء العالمي من خلال النتح النباتي يبلغ 67.5 تيراوات ساعة سنويا. ويمكن أن تصبح هذه التكنولوجيا قابلة للتطبيق على نطاق واسع ومجدية تجاريا. وتتمثل المزايا في الاستدامة والود البيئي والتكلفة المنخفضة.

بالمقارنة مع المولدات التقليدية، فإن المولدات المعتمدة على النتح النباتي تتمتع بمعدات بسيطة ولا تتطلب مصادر مياه كبيرة. وأضاف البروفيسور شوونغ أن هذا المولد يمكن استخدامه أيضًا كمصدر للطاقة في مناطق موزعة مثل الحقول أو المزارع، دون الحاجة إلى بنية تحتية كبيرة.

بالإضافة إلى ذلك، وجد فريق البحث أيضًا أن درجة حرارة البيئة ومعدل النتح وفتح الثغور كانت عوامل مواتية لقوة الإخراج. حيث أن معدل التبخر له التأثير الأكبر، وإذا كانت نسبة الرطوبة منخفضة فإنها ستقلل من السعة.

وقال البروفيسور شوونغ إنه لتطبيق هذا المنتج على نطاق واسع، يحتاج فريق البحث إلى التغلب على العديد من التحديات مثل زيادة كفاءة توليد الطاقة من ورقة واحدة، وتحسين نظام جمع الطاقة وتخزينها، وتوسيع حالات التطبيق.

وقال إن كمية الكهرباء المولدة من ورقة شجرة واحدة حاليا صغيرة للغاية. تشير الأبحاث إلى أن ربط العديد من الأشجار والأوراق معًا يمكن أن يشكل شبكة كبيرة لتوليد الطاقة الموزعة. وأضاف السيد شوونغ: "هذه التكنولوجيا لديها القدرة على تطبيقها على نطاق واسع في مجالات مثل إنترنت الطاقة والشبكات الذكية وأجهزة الاستشعار".

ورغم أن المولد الذي يعمل على نتح أوراق اللوتس لا يزال في المراحل الأولى من التطوير، فإن فريق البحث التابع للبروفيسور شوونغ يواصل استكشاف أساليب جديدة لتعزيز المنتج. ولإثبات تعدد استخدامات الجهاز، قام الفريق باختباره على مجموعة متنوعة من النباتات ووجدوا أنها جميعها قادرة على توليد الكهرباء.

البروفيسور هو خاي شوونغ هو عالم مدرج في قائمة المواهب من المستوى C في مقاطعة فوجيان (الصين). لديه سنوات عديدة من الخبرة في مجال البحث في مجال التكنولوجيا الحيوية للأغشية الرقيقة الكهروكيميائية وتطبيقات الاستشعار الزراعية .

خلال السنوات الخمس الماضية، نشر أكثر من 20 عملاً علمياً في مجلات مثل Science Advances وNano Energy وResearch وBiosensors & Bioelectronics وChinese Science مع حوالي 500 استشهاد ومؤشر H 12. حتى الآن، يمتلك 9 براءات اختراع.

الصين - في سن 63 عاما، قرر السيد فونج ترونج لام، العالم الرائد في مجال تكنولوجيا النانو في العالم، العودة إلى وطنه بعد ما يقرب من 30 عاما من العمل في الولايات المتحدة.