دون مصدر طاقة.. تقنية تتحكم بأنظمة التسخين والتبريد المتجددة

طور فريق بحثي في جامعة "نانكاي" الصينية، تقنية جديدة يمكن استخدامها للتحكم في تشغيل أنظمة التسخين بالطاقة الشمسية، وفي تكنولوجيا التبريد الإشعاعي، وذلك دون الحاجة لمصدر طاقة خارجي.

ووصف الباحثون في ملخص دراستهم التي نشرت في المجلة الأمريكية "وقائع الأكاديمية الوطنية للعلوم"، كيف توصلوا إلى هذه التقنية وتفصيل أدائها عند اختبارها.

وأشاروا إلى أن هذا الجهد البحثي الجديد يهدف للتوصل إلى طريقة لتحويل استخدام أجهزة التحكم بالحرارة تلقائياً، بين أنظمة الطاقة الشمسية، والتبريد الإشعاعي، دون الحاجة إلى مصدر طاقة ثانوي.

ووفق المجلة الأمريكية، استمد الفريق البحثي مصدر إلهامه في صنع هذه التقنية، من أرنب الهيمالايا الذي له فرو يتغير لونه بحسب فصول السنة، وكذلك من أوراق نبتة ميموزا بوديكا التي تعرف باسم "المستحية"، وتفتح أوراقها وتغلقها كرد فعل للتغيرات في درجة الحرارة في محيطها.

واقترح الباحثون خلال هذه الدراسة أنه يمكن صنع مادة تتصرف بشكل مشابه مع هذه الخصائص، ما يسمح بالتحكم في التبديل بين الأجهزة الحرارية لأنظمة الطاقة المتجددة.

ونجحوا في تطوير مادة جديدة تتشابه مع هذه الخصائص، حيث تستجيب للحرارة والبرودة عن طريق طي وفتح نفسها تلقائياً، وذلك دون تزويدها بمصدر طاقة.

وصمم الفريق البحثي المادة الجديدة من طبقات متعددة عن طريق تجميع وحدات بوليمر معًا كمادة واحدة، حيث تتصرف كل وحدة بشكل مختلف اعتمادًا على درجة الحرارة المحيطة.

واختبر الباحثون مادتهم عن طريق وضعها في الهواء الطلق تحت ظروف درجات حرارة مختلفة.

وأظهرت النتائج أنها تستجيب للتسخين بالطاقة الشمسية بقدرة وصلت إلى حوالي 252.2 واط لكل متر مربع.

كما تستجيب لطاقة التبريد الإشعاعي بقدرات حوالي 59.7 واط لكل متر مربع.

وكشفت نتائج التجارب كذلك، أن المادة الجديدة تبقى مسطحة في ظل الظروف العادية حتى تصل درجة الحرارة في محيطها إلى نقطة معينة، ومن ثم تلتف الطبقة العليا تلقائياً.

ووضع الفريق البحثي في المنتج النهائي للمادة محركاً أوتوماتيكياً بميزة انبعاث الأشعة تحت الحمراء، فوق ركيزة بخصائص تكنولوجيا التبريد الإشعاعي.

وقال الباحثون: "مع إجراء بعض التعديلات، يمكن استخدام المادة في العالم الحقيقي كجهاز إدارة حرارية لأنظمة الطاقة المتجددة، لا يتطلب تشغيل أي طاقة".