الأغشية الكربونية

عالمان يطوران غشاءً كربونيًا يولد مقدرًا كبيرًا من الطاقة

طور عالما كيمياء يعملان في جامعة لايدن غشاءً كربونيًا رقيقًا لا تزيد ثخانته عن جزيء من الكربون، وبإمكانه توليد مقدار كبير من الطاقة من مياه البحر تزيد عن مئة ضعف الطاقة التي تنتجها الأغشية التقليدية. ونشر الباحثان نتائجهما في دورية نيتشر نانوتكنولوجي.

نحيفة ومسامية

عندما يفصل غشاء مسامي بين مياه البحر والمياه العذبة يحدث تبادل للأملاح وغيرها من الجسيمات عبر الغشاء، ولهذا طور عالما كيمياء من جامعة لايدن غشاءً كربونيًا يستغل حركة هذه الأملاح والجسيمات ويولد كمية كبيرة من الطاقة تزيد عن مئة ضعف الطاقة التي تولدها الأغشية التقليدية.

وتعتمد كمية الطاقة المولدة على ثخانة الغشاء ودرجة مساميته. ويمتاز الغشاء الذي طوره الباحثون برقته ومساميته ما يفسر نجاحه في توليد مقدار كبير من الطاقة. وعمل زو ليو وجريجوري شنايدر على تطوير الغشاء الجديد بإضافة عدد كبير من الجزيئات الزيتية إلى سطح الماء، فتجمعت الجزيئات معًا وكوّنت طبقة رقيقة، ثم سخنها الباحثان فكونت غشاءً رقيقًا مساميًا. وقال ليو أن ثخانة الغشاء تبلغ نحو نانومترين وتسمح مسامه بعبور أيونات البوتاسيوم. وأضاف أن خواص الغشاء تتغير بتغير تركيبه الجزيئي ما يجعله متعدد الاستخدامات.

الجرافين

يشبه الغشاء الكربوني الجديد الجرافين الذي يتكون من طبقة واحدة من ذرات الكربون. لكن وفق قول جريجوري شنايدر «توجد بعض الاختلافات بينهما، فعلى الرغم من أن الأغشية المصنوعة من الجرافين رقيقة جدًا لكنها لا تتمتع بوجود مسامات.»

ويعني ذلك أن الغشاء الجديد يجمع الميزتين معًا، فهو رقيق ومسامي في الوقت ذاته، ما يجعله مناسبًا لعمليات توليد الطاقة وتحلية مياه البحر وتطوير خلايا وقود أكثر كفاءة.

– المصدر: عالمان يطوران غشاءً كربونيًا يولد مقدرًا كبيرًا من الطاقة على موقع مرصد المستقبل.

مرصد المستقبل

مرصد المستقبل هي منصة علمية عالمية لاستشراف المستقبل تعمل على تغطية آخر ما توصل له العلم وقطاع التكنولوجيا باللغة العربية بشكل يومي من خلال المقالات البحثية والإنفوجرافيك والمواد المرئية. المرصد هو ناتج شراكة استراتيجية بين مؤسسة دبي للمستقبل وشركة مرصد المستقبل ذ.ذ.م. يتكون فريق العمل من خبراء ومحللين من كلتا المؤسستين لتعزيز العلم والابتكار في المنطقة.