الشّعر البشريُّ يجعل خلايا الطَّاقة الشَّمسية أكثر فعالية

تمكّن الباحثون الأستراليون باستخدام شعر الإنسان -الذي تم جمعه من محال الحلاقة- من تعزيز أداء خلايا الطاقة الشمسية (البيروفسكايت)، وهذا ما يقرّبهم خطوةً من الاستخدام التجاريّ لها.

خلايا البيروفسكايت (Perovskite) هي بالتعريف خلايا شمسيّة تحوّل الطّاقة الشّمسية إلى كهرباء، وعلى الرغم من وجود العديد من الطّرق للقيام بذلك، فإنَّ معظم اللّوحات الشّمسية تحتوي على خلايًا مصنوعةً من السّيليكون أحاديّ البِلَّورة – إذ يتم قطع هذه الخلايا من بِلَّورة واحدة نقيَّة من عنصر السّيليكون، وكلا النوعين من الخلايا، السّيليكون والبيروفسكايت فعّال ومستقر.

تعدٌّ خلايا الطّاقة الشّمسية البيروفسكايت بديلاً واعداً لخلايا السّيليكون، فهي فعالة بنفس الدّرجة، ويمكن إنتاجها من مادةٍ اصطناعيةٍ منخفضةِ التّكلفة دون الحاجة إلى التَّعدين، وعلى عكس خلايا السّيليكون، فإنّها خفيفة الوزن ومرنة، هذا ما يجعلها مفيدةً في مجالاتٍ مختلفة، كالخيام المنتجة ذاتيًا للطّاقة الشّمسية أو أيِّ مكانٍ نحتاج فيه إلى خليَّةٍ شمسيةٍ قابلةٍ للطَّي.

يكمن التّحدي في تلف خلايا البيروفسكايت بسرعة عند تعرضها للماء والأشعة فوق البنفسجيّة والأكسجين، وهذا ما يجعلها عديمة الفائدة تقريبًا كألواحٍ شمسيةٍ تتعرض بشكلٍ دائمٍ للعوامل البيئيّة، كما يجعل من الصعب إنتاجها بكمياتٍ كبيرة.

قالت الباحثة «هونغكسيا وانغ» في بيان صحفيّ: “تُصنع حاليًا جميع خلايا البروفسكايت الفعّالة في بيئةٍ مضبوطةٍ بشكلٍ كامل, وذات مستوى منخفض جدًا من الرّطوبة والأوكسجين, وهذا ما يعتبر غير عمليّ من النّاحية التّجاريّة.”.

تعد (نقاط الكربون النّانوية- Carbon nanodots) -وهي جسيمات كربون قطرها أقل من 10 نانو متر – مادةً سهلة الإنتاج تتمتع بالعديد من الخواص التي تجعلها مستخدمةً في العديد من المجالات (ففي عام 2020، حوّل بعض الباحثين المشاركين في هذه الدّراسة الجديدة نقاط الكربون النّانوية إلى شاشات OLED مرنة).

علم العلماء الأستراليون أنَّ موادَ الكربون النّانوية الأخرى يمكنها أن تحسِّن أداء الخلايا الشَّمسية، لذلك كانوا متحمّسين لمعرفة ما إذا كانت جسيمات الكربون النّانوية ستتتفوق على خلايا البروفسكيت، لذلك جمعوا شعر الإنسان – الذي يحتوي على الكربون – من صالون حلاقة، وبعدها كسَّروا الشَّعر وأحرقوه بدرجة حرارة 240 درجة مئوية، ثم استخدموا محلول النّقاط النّانوية النّاتج في عمليَّة إنتاج خلايا الطّاقة الشّمسية.

وفقًا لدراسة الباحثين فقد كانت الخلايا الشمسية التي تحتوي على نقاط الكربون أكثر كفاءةً وثباتًا مقارنةً مع خلايا البيروفسكايت تلك.

قالت وانغ: “يخلق المحلول نوعًا من الدّرع أو الطّبقة الواقية تحمي مادة البيروفسكايت من الرّطوبة والعوامل البيئيّة الأخرى التي يمكن أن تتسبب في تلفها, وهدفنا هو إنتاج خلايا الطّاقة الشّمسيّة البيروفسكايت على نطاقٍ واسعٍ وأن يكون عمرها عشرين عامًا على الأقل.”.

إنَّ تحقيق هذا الهدف يتطلب الكثير من العمل, لكنْ بناءً على هذه الدّراسة يمكن أن تكون نقاط الكربون النّانويّة وسيلةً رخيصة التّكلفة يمكن من خلالها الوصول للحلّ والاستفادة من الشَّعر بدلاً من رميه.