الطاقة المتجددة حلول وابتكارات عالمية بديلة للطاقة النووية
.jpg)
جهاز T-box لتحويل طاقة الرياح لطاقة كهربائية
الأزمة النووية التى تعرضت لها اليابان أخيراً قد تدفع العديد من الدول فى أنحاء العالم للتوجة لطرح مزيد من الابتكارات التى تعتمد على الطاقة المتجددة، لتكون بديلاً مثالياً للطاقة النووية حتى إن لم تقدم نفس مقدار الطاقة الذى توفره الطاقة النووية ولكنها تظل تتمتع بحد أمان أعلى، بالإضافة لعدم التأثير سلباً على البيئة.
بعض ابتكارات الطاقة المتجددة قد تتسم بالتشابه والتقليد بين بعضها البعض، ولكن هناك ابتكارات أخرى مميزة بحق تجذب إليها العقول والأنظار من خلال تفردها على صعيد الفكرة أولاً والتطبيق ثانياً، وإليكم بعضاً منها:
١ - استغلال مزدوج للضوء والحرارة
قدم فريق من علماء جامعة “Wake Forest” نوعية جديدة من الأجهزة التى يمكنها استغلال طاقتين فى آن واحد، حيث صمموا جهازا يمكنه الاستفادة من الطاقة الشمسية والطاقة الحرارية فى نفس الوقت، حيث يتم استخدام الأشعة تحت الحمراء لتوليد الطاقة الحرارية، والمزج بين الحرارة والضوء يمكنه أن يقدم للبشرية منفعة كبيرة بتوفير نحو ٤٠% من التكلفة فى عمليات التسخين والتدفئة كما سيقلل من قيمة فواتير الطاقة، حيث يمكن للجهاز توليد طاقة كهربائية أيضاً.
ذلك الجهاز، ليس إلا خلية وقود هجينة مسطحة مكونة من مجموعة من الأنابيب الشفافة، وعندما يسطع ضوء الشمس على تلك الأنابيب التى تحتوى على وقود ممزوج بصبغة، خاصة يتم توليد طاقة حرارية كبيرة يمكنها تدفئة منزل، أما التيار الكهربائى فيتم توليده بعد رش الجانب الخلفى من الأنابيب بمركب كهربى ضوئي، والنتيجة النهائية وحدة حرارية شمسية تتمتع بكفاءة تحويل تبلغ ٣٠%.
وتمتاز هذه الخلية عن الخلايا الشمسية التقليدية بقدرتها على امتصاص الضوء بزوايا منحرفة ومائلة، ما يعنى امتصاص طاقة أعلى طوال ساعات النهار.
٢ - توليد الطاقة من حركة القطارات
جميعنا يمكن أن يلاحظ أن حركة القطارات بأنواعها المختلفة التى تتحرك بسرعات مختلفة يمكنها أن تولد قدرا كبيرا من الرياح التى يشعر بها الإنسان، وهذه الرياح لم تمر مرور الكرام على المصممين “كيان يانج” و«أليساندرو ليونتى»، حيث فكرا فى استغلال هذه الطاقة المهولة للرياح عبر جهاز أطلقا عليه T-box قاما بتصميمه يتم وضعه على العارضات المنتشرة على طول السكك الحديدية، وبمجرد أن يمر القطار فوق الجهاز يتم استغلال الرياح التى تخلفها حركة القطارات ليتم تحريك مولد أو محرك داخل الجهاز ما يساهم فى توليد الطاقة الكهربائية مع كل متر يخطوه القطار، والميزة فى هذا المشروع أنه لا يعتمد على مورد طبيعى للطاقة بل إنه يعتمد على طاقة تنشأ نتيجة لنشاط مباشر كان يعتبر فيما مضى طاقة مهدرة.
٣ - استغلال الطاقة الحرارية المهدرة
يمكن القول إن الطاقة الحرارية تعتبر من أكثر الطاقات المهدرة فى عالمنا الحالى، خصوصاً مع تزايد عمليات التصنيع، وهو ما دفع العلماء فى جامعة أريزونا لأن يبتكروا طرقا تساعد على إعادة الاستفادة من الحرارة المهدرة.
وقد وضعوا مجموعة من التصورات والرؤى التى تشير إلى إمكانية تحويل الحرارة بصورة مباشرة إلى كهرباء من خلال جهاز معين تم تصميمه وفقاً لعدة نظريات بحيث لا يحتوى على أجزاء متحركة قابلة للنقل.
فكرة تحويل الحرارة مباشرة إلى كهرباء ساحرة جداً حيث إنها تقدم العديد من المزايا وأكثرها أهمية مساهمتها فى الحفاظ على البيئة من خلال التخلص من المواد المدمرة لطبقة الأوزون، كما أنها لها فوائد أخرى مثل زيادة كفاءة وفعالية العديد من العناصر والأجهزة المنتجة للطاقة الحرارية مثل السيارات، والميزة فى هذا الجهاز أيضاً أنه لا يحتاج لأى آلات أو ماكينات للقيام بهذا التحويل كما لا يحتاج إلى أى مواد كيمائية ضارة بطبقة الأوزون.
تركز الفكرة فى الأساس على السيارات والماكينات داخل المصانع، إذ يمكن الحصول على الطاقة الكهربائية من خلال السيارات عبر تغطية العادم بمواد خاصة متناهية الصغر والقادرة على تحويل الحرارة الصادرة عن العادم إلى طاقة كهربائية بصورة مباشرة، ولكنهم لم يكشفوا تحديدا عن طبيعة تلك المواد ولا كيفية تصنيعها.
وتتميز تلك الأجهزة متناهية الصغر بتفوقها على الخلايا الشمسية فى إمكانية تقليل الاعتماد على الخلايا الكهروضوئية، وتستطيع هذه الأجهزة أن تولد طاقة قادرة على إضاءة مصباح بقدرة ١٠٠ واط أو زيادة كفاءة سيارة بنسبة ٢٥%.
.jpg)
.jpg)
.jpg)
بعض ابتكارات الطاقة المتجددة قد تتسم بالتشابه والتقليد بين بعضها البعض، ولكن هناك ابتكارات أخرى مميزة بحق تجذب إليها العقول والأنظار من خلال تفردها على صعيد الفكرة أولاً والتطبيق ثانياً، وإليكم بعضاً منها:
١ - استغلال مزدوج للضوء والحرارة
قدم فريق من علماء جامعة “Wake Forest” نوعية جديدة من الأجهزة التى يمكنها استغلال طاقتين فى آن واحد، حيث صمموا جهازا يمكنه الاستفادة من الطاقة الشمسية والطاقة الحرارية فى نفس الوقت، حيث يتم استخدام الأشعة تحت الحمراء لتوليد الطاقة الحرارية، والمزج بين الحرارة والضوء يمكنه أن يقدم للبشرية منفعة كبيرة بتوفير نحو ٤٠% من التكلفة فى عمليات التسخين والتدفئة كما سيقلل من قيمة فواتير الطاقة، حيث يمكن للجهاز توليد طاقة كهربائية أيضاً.
ذلك الجهاز، ليس إلا خلية وقود هجينة مسطحة مكونة من مجموعة من الأنابيب الشفافة، وعندما يسطع ضوء الشمس على تلك الأنابيب التى تحتوى على وقود ممزوج بصبغة، خاصة يتم توليد طاقة حرارية كبيرة يمكنها تدفئة منزل، أما التيار الكهربائى فيتم توليده بعد رش الجانب الخلفى من الأنابيب بمركب كهربى ضوئي، والنتيجة النهائية وحدة حرارية شمسية تتمتع بكفاءة تحويل تبلغ ٣٠%.
وتمتاز هذه الخلية عن الخلايا الشمسية التقليدية بقدرتها على امتصاص الضوء بزوايا منحرفة ومائلة، ما يعنى امتصاص طاقة أعلى طوال ساعات النهار.
٢ - توليد الطاقة من حركة القطارات
جميعنا يمكن أن يلاحظ أن حركة القطارات بأنواعها المختلفة التى تتحرك بسرعات مختلفة يمكنها أن تولد قدرا كبيرا من الرياح التى يشعر بها الإنسان، وهذه الرياح لم تمر مرور الكرام على المصممين “كيان يانج” و«أليساندرو ليونتى»، حيث فكرا فى استغلال هذه الطاقة المهولة للرياح عبر جهاز أطلقا عليه T-box قاما بتصميمه يتم وضعه على العارضات المنتشرة على طول السكك الحديدية، وبمجرد أن يمر القطار فوق الجهاز يتم استغلال الرياح التى تخلفها حركة القطارات ليتم تحريك مولد أو محرك داخل الجهاز ما يساهم فى توليد الطاقة الكهربائية مع كل متر يخطوه القطار، والميزة فى هذا المشروع أنه لا يعتمد على مورد طبيعى للطاقة بل إنه يعتمد على طاقة تنشأ نتيجة لنشاط مباشر كان يعتبر فيما مضى طاقة مهدرة.
٣ - استغلال الطاقة الحرارية المهدرة
يمكن القول إن الطاقة الحرارية تعتبر من أكثر الطاقات المهدرة فى عالمنا الحالى، خصوصاً مع تزايد عمليات التصنيع، وهو ما دفع العلماء فى جامعة أريزونا لأن يبتكروا طرقا تساعد على إعادة الاستفادة من الحرارة المهدرة.
وقد وضعوا مجموعة من التصورات والرؤى التى تشير إلى إمكانية تحويل الحرارة بصورة مباشرة إلى كهرباء من خلال جهاز معين تم تصميمه وفقاً لعدة نظريات بحيث لا يحتوى على أجزاء متحركة قابلة للنقل.
فكرة تحويل الحرارة مباشرة إلى كهرباء ساحرة جداً حيث إنها تقدم العديد من المزايا وأكثرها أهمية مساهمتها فى الحفاظ على البيئة من خلال التخلص من المواد المدمرة لطبقة الأوزون، كما أنها لها فوائد أخرى مثل زيادة كفاءة وفعالية العديد من العناصر والأجهزة المنتجة للطاقة الحرارية مثل السيارات، والميزة فى هذا الجهاز أيضاً أنه لا يحتاج لأى آلات أو ماكينات للقيام بهذا التحويل كما لا يحتاج إلى أى مواد كيمائية ضارة بطبقة الأوزون.
تركز الفكرة فى الأساس على السيارات والماكينات داخل المصانع، إذ يمكن الحصول على الطاقة الكهربائية من خلال السيارات عبر تغطية العادم بمواد خاصة متناهية الصغر والقادرة على تحويل الحرارة الصادرة عن العادم إلى طاقة كهربائية بصورة مباشرة، ولكنهم لم يكشفوا تحديدا عن طبيعة تلك المواد ولا كيفية تصنيعها.
وتتميز تلك الأجهزة متناهية الصغر بتفوقها على الخلايا الشمسية فى إمكانية تقليل الاعتماد على الخلايا الكهروضوئية، وتستطيع هذه الأجهزة أن تولد طاقة قادرة على إضاءة مصباح بقدرة ١٠٠ واط أو زيادة كفاءة سيارة بنسبة ٢٥%.
ابتكار وسيلة لتحويل إشارات الدماغ إلى كلمات منطوقة
علماء جامعة "يوتا" يقرؤون أفكار الدماغ
أمل طبي لفاقدي النطق بسبب الشلل الدماغي ، هذا ما كشفته التقارير بعد توصل فريق من علماء جامعة "يوتا" الأمريكية إلى ابتكار وسيلة جديدة تمكن من قراءة أفكار الدماغ عبر تحويل إشاراته إلى كلمات منطوقة .
تعمل هذه الوسيلة من خلال أجهزة استشعار عالية الدقة بلغت 90% ، مما يعطى الأمل للمرضى المصابين بالشلل وغير القادرين على النطق في التواصل .
كما أن هذا الانجاز العلمي يفتح الطريق أمام اختراع جهاز لقراءة الدماغ ، وقد أجرى فريق البحث اختباراته على مريض متطوع مصاب بالصرع عن طريق وصل زرين متصلين بشبكة مكونة من 16 قطباً كهربائياً بسطح دماغ المريض ، وتحديداً عند مركز الكلام في الدماغ ، وإيصال الطرف الثاني من الشبكة بجهاز كمبيوتر لتسجيل الإشارة الصادرة عن الدماغ ، ثم الطلب من المريض قراءة كلمات يعتاد المصابون بالشلل استخدامها ، فسجل الكمبيوتر إشارات الدماغ بينما كان المريض يقرأ .
وأوضح العلماء، أن الدماغ يقوم بإنتاج الإشارات ذاتها بمجرد التفكير بالكلمة أو عند قراءتها، وأن أدمغة المصابين بالشلل تتمتع بصحة جيدة في كثير من الأحيان، وهى تنتج الإشارات نفسها التي تنتجها أدمغة الأشخاص العاديين لكن المشلول دماغيا لا ينطق بها بسبب الإصابة في العضلات.
ويأمل العلماء أن يتمكنوا في غضون عامين أو ثلاثة أعوام من اختراع جهاز لقراءة الدماغ وآخر لإصدار الصوت ليستخدمه المصابون بالشلل الدماغي.
تعمل هذه الوسيلة من خلال أجهزة استشعار عالية الدقة بلغت 90% ، مما يعطى الأمل للمرضى المصابين بالشلل وغير القادرين على النطق في التواصل .
كما أن هذا الانجاز العلمي يفتح الطريق أمام اختراع جهاز لقراءة الدماغ ، وقد أجرى فريق البحث اختباراته على مريض متطوع مصاب بالصرع عن طريق وصل زرين متصلين بشبكة مكونة من 16 قطباً كهربائياً بسطح دماغ المريض ، وتحديداً عند مركز الكلام في الدماغ ، وإيصال الطرف الثاني من الشبكة بجهاز كمبيوتر لتسجيل الإشارة الصادرة عن الدماغ ، ثم الطلب من المريض قراءة كلمات يعتاد المصابون بالشلل استخدامها ، فسجل الكمبيوتر إشارات الدماغ بينما كان المريض يقرأ .
وأوضح العلماء، أن الدماغ يقوم بإنتاج الإشارات ذاتها بمجرد التفكير بالكلمة أو عند قراءتها، وأن أدمغة المصابين بالشلل تتمتع بصحة جيدة في كثير من الأحيان، وهى تنتج الإشارات نفسها التي تنتجها أدمغة الأشخاص العاديين لكن المشلول دماغيا لا ينطق بها بسبب الإصابة في العضلات.
ويأمل العلماء أن يتمكنوا في غضون عامين أو ثلاثة أعوام من اختراع جهاز لقراءة الدماغ وآخر لإصدار الصوت ليستخدمه المصابون بالشلل الدماغي.
جهاز يمحو مخاوف مرضى الأسنان أثناء العلاج
قال علماء أعصاب: إنّهم صنعوا جهازاً يطلق موجات صوتية تهدئ مخاوف مرضى الأسنان بنحو 50% وتجعلهم أكثر استرخاء عند العلاج.
وذكرت مصادر صحفية بريطانية أنّ الجهاز الجديد "نوكالم" الذي صنعه علماء أعصاب أمريكيون يجعل المرضى الذين تصيبهم حالة من الهلع عند زيارة أطباء الأسنان يشعرون بالاسترخاء التام.
والجهاز الجديد مؤلف من سماعات توضع على الأذنين، ومولد صغير يطلق ترددات كهربائية وأمواجاً صوتية إلى الدماغ؛ تهدئ المريض وتتيح للطبيب مواصلة عمله بشكل طبيعي.
وقال العلماء: "بعد انقضاء خمس دقائق على استخدام الجهاز يخف نشاط الأمواج الدماغية ويشعر المريض بحالة من الاسترخاء العميق والتأمّل وحتى النوم".
وبدأت تجارب على استخدام هذا الجهاز على المرضى الذين يعانون من الأرق والقلق المزمن والضغط النفسي ما بعد الصدمة.
وذكرت مصادر صحفية بريطانية أنّ الجهاز الجديد "نوكالم" الذي صنعه علماء أعصاب أمريكيون يجعل المرضى الذين تصيبهم حالة من الهلع عند زيارة أطباء الأسنان يشعرون بالاسترخاء التام.
والجهاز الجديد مؤلف من سماعات توضع على الأذنين، ومولد صغير يطلق ترددات كهربائية وأمواجاً صوتية إلى الدماغ؛ تهدئ المريض وتتيح للطبيب مواصلة عمله بشكل طبيعي.
وقال العلماء: "بعد انقضاء خمس دقائق على استخدام الجهاز يخف نشاط الأمواج الدماغية ويشعر المريض بحالة من الاسترخاء العميق والتأمّل وحتى النوم".
وبدأت تجارب على استخدام هذا الجهاز على المرضى الذين يعانون من الأرق والقلق المزمن والضغط النفسي ما بعد الصدمة.
طريقة لقراءة الأفكار وتحويلها إلى كلمات منطوقة
توصل علماء من جامعة يوتا الأميركية إلى طريقة تمكن من قراءة أفكار الدماغ عبر تحويل إشاراته إلى كلمات منطوقة من خلال أجهزة استشعار بلغت دقتها 90 بالمئة ما يعطي الأمل للمرضى المصابين بالشلل وغير القادرين على الكلام بالتواصل.
وقالت تقرير متلفز أن هذا الانجاز العلمي يفتح الطريق أمام اختراع جهاز لقراءة الدماغ موضحا أن فريق البحث أجرى اختباراته على مريض متطوع مصاب بالصرع عن طريق وصل زرين متصلين بشبكة مكونة من 16 قطبا كهربائيا بسطح دماغ المريض وخاصة عند مركز الكلام في الدماغ وإيصال الطرف الثاني من الشبكة بجهاز كمبيوتر لتسجيل الإشارة الصادرة عن الدماغ ثم طلب من المريض قراءة كلمات يعتاد المصابون بالشلل استخدامها فسجل الكمبيوتر إشارات الدماغ بينما كان المريض يقرأ.
وأضاف التقرير أن العلماء تمكنوا من فك شيفرة الإشارات الدماغية وتحويلها إلى كلمات من خلال أجهزة الاستشعار الموصولة بالكمبيوتر حيث تطابقت هذه الكلمات مع كل كلمة قام المريض بقراءتها بدقة تراوحت بين 76 إلى 90 بالمئة.
وأوضح العلماء أن الدماغ يقوم بإنتاج الإشارات ذاتها بمجرد التفكير بالكلمة أو عند قراءتها وان أدمغة المصابين بالشلل تتمتع بصحة جيدة في كثير من الأحيان وهي تنتج الإشارات نفسها التي تنتجها أدمغة الأشخاص العاديين لكن المشلول دماغيا لا ينطق بها بسبب الإصابة في العضلات.
ويأمل العلماء أن يتمكنوا في غضون سنتين أو ثلاث سنوات من اختراع جهاز لقراءة الدماغ وآخر لإصدار الصوت ليستخدمه المصابون بالشلل الدماغي.
وقالت تقرير متلفز أن هذا الانجاز العلمي يفتح الطريق أمام اختراع جهاز لقراءة الدماغ موضحا أن فريق البحث أجرى اختباراته على مريض متطوع مصاب بالصرع عن طريق وصل زرين متصلين بشبكة مكونة من 16 قطبا كهربائيا بسطح دماغ المريض وخاصة عند مركز الكلام في الدماغ وإيصال الطرف الثاني من الشبكة بجهاز كمبيوتر لتسجيل الإشارة الصادرة عن الدماغ ثم طلب من المريض قراءة كلمات يعتاد المصابون بالشلل استخدامها فسجل الكمبيوتر إشارات الدماغ بينما كان المريض يقرأ.
وأضاف التقرير أن العلماء تمكنوا من فك شيفرة الإشارات الدماغية وتحويلها إلى كلمات من خلال أجهزة الاستشعار الموصولة بالكمبيوتر حيث تطابقت هذه الكلمات مع كل كلمة قام المريض بقراءتها بدقة تراوحت بين 76 إلى 90 بالمئة.
وأوضح العلماء أن الدماغ يقوم بإنتاج الإشارات ذاتها بمجرد التفكير بالكلمة أو عند قراءتها وان أدمغة المصابين بالشلل تتمتع بصحة جيدة في كثير من الأحيان وهي تنتج الإشارات نفسها التي تنتجها أدمغة الأشخاص العاديين لكن المشلول دماغيا لا ينطق بها بسبب الإصابة في العضلات.
ويأمل العلماء أن يتمكنوا في غضون سنتين أو ثلاث سنوات من اختراع جهاز لقراءة الدماغ وآخر لإصدار الصوت ليستخدمه المصابون بالشلل الدماغي.
0 التعليقات: