قد يتم بناء الجيل القادم من تكنولوجيا الطاقة المستدامة من بعض المواد منخفضة التكنولوجيا: الصخور والشمس.
كيف ذلك؟
عبر استخدام طريقة جديدة تُعرف باسم الطاقة الشمسية المركزة، فإنه يتم تخزين الحرارة من الشمس ثم استخدامها لتجفيف الأطعمة أو توليد الكهرباء.
واكتشفت كلية المواد والطاقة والمياه وعلوم البيئة (MEWES)، ومعهد نيلسون مانديلا الأفريقي للعلوم والتكنولوجيا -وفقاً لتقرير لمجلة ACS Omega- أن بعض عينات محددة من الحجر الأملس والجرانيت من تنزانيا كانت مناسبة تماماً لتخزين هذه الحرارة الشمسية نظراً لكونها تتميز بكثافة طاقة عالية واستقرار حتى في درجات الحرارة المرتفعة، بحسب موقع oilprice.
البطاريات أم الصخور؟
غالباً ما يتم تخزين الطاقة في بطاريات كبيرة عند غياب الحاجة إليها، ولكنها قد تكون باهظة الثمن وتتطلب الكثير من الموارد لتصنيعها.
البديل الأقل تطوراً هو تخزين الطاقة الحرارية (TES)، بحيث يتم تجميع الطاقة كحرارة داخل مواد سائلة أو صلبة، مثل الماء أو الزيت أو الصخور.
عند إطلاقها، يمكن للحرارة أن تشغل مولداً لإنتاج الكهرباء، وتتشكل الصخور مثل الغرانيت والحجر الأملس على وجه التحديد تحت حرارة عالية وتوجد في جميع أنحاء العالم، مما يجعلها مواد مناسبة قابلة لتخزين الطاقة الحرارية (TES).
ومع ذلك، يمكن أن تختلف خصائصها اختلافاً كبيراً بناءً على مكان تكوينها في العالم، مما يجعل بعض العينات أفضل من غيرها.
في تنزانيا على سبيل المثال، تلتقي الأحزمة الجيولوجية الكراتون واليوسجرون، وكلاهما يحتوي على الغرانيت والحجر الأملس.
لذلك، أراد الباحثون من معهد نيلسون مانديلا الإفريقي للعلوم والتكنولوجيا وجامعة Ardhi التحقيق في خصائص الحجر الأملس والغرانيت الموجودة في كل من هذه الأحزمة.
جمع الفريق عدة عينات صخرية من الأحزمة وقاموا بتحليلها، ووجدوا أن عينات الغرانيت احتوت على كمية كبيرة من أكاسيد السيليكون، مما عزز من قوتها.
ومع ذلك، فإن غرانيت الكراتون احتوى على مركبات أخرى، بما في ذلك المسكوفيت، والتي هي عرضة للجفاف ويمكن أن تجعل الصخور غير مستقرة في درجات الحرارة المرتفعة.
وتم العثور على المغنسيت في الحجر الأملس، والذي يمنح كثافة عالية وقدرة حرارية، وعند تسخينها إلى درجات حرارة تزيد عن 1800 درجة فهرنهايت، لم يكن لكل من عينات الحجر الأملس والغرانيت اليوسجرون أي شقوق مرئية، لكن الجرانيت الغراتون انهار.
بالإضافة إلى ذلك، كان من المرجح أن يطلق الحجر الأملس حرارته المخزنة أكثر من الغرانيت.
وبشكل عام، اعتبرت الصخور الكراتون أفضل أداءً على مستوى تخرين الطاقة الحرارية إذ لديها قدرة أفضل على امتصاص الحرارة وتخزينها ونقلها بشكل فعال مع الحفاظ على الاستقرار الكيميائي الجيد والقوة الميكانيكية.
ومع ذلك، قد تكون الصخور الأخرى مناسبة بشكل أفضل مثل المجفف الشمسي، إذ يقول الباحثون إنه على الرغم من الحاجة إلى مزيد من التجارب، إلا أن هذه العينات تُظهر نتائج واعدة في كونها مادة تخزين طاقة مستدامة.
