نوافذ شفافة مبتكرة تحول ضوء الشمس إلى طاقة كهربائية مستدامة

في ابتكار واعد، قام باحثون من جامعة نانجينج الصينية بتطوير طلاء شفاف يمكن تطبيقه مباشرة على الزجاج العادي، ما يحول النوافذ إلى مولدات طاقة شمسية غير مرئية.

التقنية المستخدمة

يعتمد هذا النظام على طبقات من البلورات السائلة الكولسترية، التي تعيد توجيه الضوء المستقطب نحو حواف الزجاج حيث تثبت الخلايا الشمسية لجمعه. على عكس المجمعات الشمسية التقليدية التي تعتمد على الانبعاث الضوئي أو التبعثر، والتي غالبًا ما تؤدي إلى تشويه بصري وكفاءة منخفضة، فإن الطلاء الجديد يقدم تركيزًا انتقائيًا للضوء دون التأثير على صفاء الزجاج.

كفاءة وشفافية عالية

يحافظ الطلاء على مستوى عالٍ من النفاذية المرئية للضوء تصل إلى 64.2%، مع مؤشر تجسيد لوني يبلغ 91.3. هذا يسمح بتوليد طاقة نظيفة دون تغيير في مظهر النافذة.

خلال تجربة أولية، استطاع نموذج بقطر بوصة واحدة تشغيل مروحة صغيرة بقدرة 10 ميلي واط تحت أشعة الشمس. كما تشير النماذج الحسابية إلى أن نافذة بعرض مترين مطلية بهذا النظام قد تضاعف تركيز الضوء بمقدار 50 مرة، مما يقلل الحاجة إلى الخلايا الشمسية التقليدية بنسبة تصل إلى 75%.

عملية التصنيع وإمكانية التطبيق

يتم تصنيع الطلاء باستخدام تقنيات المحاذاة الضوئية والبلمرة، ويمكن إنتاجه على نطاق واسع عبر أساليب التصنيع باللف المتتابع، مما يجعله مناسبًا للاستخدام التجاري. يؤكد الباحثون أن النظام يبقى مستقرًا رغم التعرض الطويل لأشعة الشمس، ويمكن تركيبه على النوافذ القائمة، مما يجعله الخيار المثالي لتحديث المباني الحضرية نحو استدامة طاقية وكربونية أقل.

رؤية مستقبلية

يقول البروفيسور وي هو: “يمثل هذا التصميم خطوة مهمة لدمج الطاقة الشمسية في بيئتنا العمرانية دون التضحية بالجماليات. إنه استراتيجية عملية وقابلة للتوسع نحو الاكتفاء الذاتي من الطاقة”.

يخطط الفريق لتطوير التقنية بهدف زيادة الكفاءة، والتحكم في الاستقطاب، وتوسيع استخدامها في البيوت الزراعية الزجاجية وشاشات الطاقة الشفافة. تهدف هذه الرؤية الطموحة إلى تحويل الزجاج من عنصر سلبي إلى سطح نشط يعمل على توليد الطاقة في جميع أنحاء العالم.