أبرز 10 أبحاث مصرية في قطاع الطاقة خلال 2023 (صور)
داليا الهمشري
شهد عام 2023 ظهور عدّة أبحاث مصرية في قطاع الطاقة، أكدت المساعي الحثيثة التي يقوم بها الباحثون المصريون في هذا القطاع؛ سعيًا لتطويره، والإسهام في الجهود العالمية لتحقيق الاستفادة المثلى منه بما يتوافق مع التوجّه نحو تحقيق الاستدامة ومواجهة التغيرات المناخية.
وتؤدّي هذه الأبحاث دورًا في دفع خطة تحول الطاقة في مصر، ورفع حصة مشاركة الطاقة المتجددة في مزيج الطاقة إلى 42% بحلول عام 2030.
وفي هذا التقرير، تسلّط منصة الطاقة المتخصصة الضوء على أبرز 10 أبحاث مصرية في قطاع الطاقة خلال عام 2023، وهي أبحاث تنوعت ما بين تقنيات جديدة في الطاقة الشمسية، وتصنيع توربينات رياح تتواءم مع الاحتياجات الخاصة للبلاد، وتطوير السيارات الكهربائية ومحطات الشحن، وإنتاج الهيدروجين الأخضر والوقود الحيوي بطرق مبتكرة.
1- إنتاج الهيدروجين الأخضر بأقل تكلفة
تصدرت التقنية التي توصّل إليها الباحث المصري في مجال هندسة وعلوم النانو الدكتور حسين بدر الأبحاث العلمية العالمية خلال عام 2023، إذ نجح في إنتاج الهيدروجين الأخضر بأقلّ تكلفة اقتصادية ممكنة.
واعتمدت تقنية الباحث المصري في جامعة دريكسل الأميركية على إنتاج الهيدروجين من خلال عائلة جديدة من المواد النانومترية (أي أكثر من تركيب كيميائي وأكثر من تركيب ذري وأكثر من شكل)".
وأُجريت التجربة التي نشرتها منصة الطاقة، من خلال مزج 15 نوعًا من المواد الكيميائية -التي تشتمل على عنصر التيتانيوم غير الضار بالبيئة والمتوافر بغزارة في التربة ورباعي ميثيل هيدروكسيد الأمونيوم- في علبة بلاستيكية عند درجة حرارة تتراوح ما بين 50 و80 درجة مئوية.
2- إنتاج الهيدروجين الأخضر من الكتلة الحيوية
من بين أبرز 10 أبحاث مصرية في قطاع الطاقة خلال عام 2023، والتي نشرتها منصة الطاقة المتخصصة، يأتي إنجاز أستاذة الهندسة البيئية في كلية الهندسة بجامعة عين شمس ومديرة مركز مصر المتميز لإدارة المخلّفات الصلبة، الدكتورة شيرين العجرودي، بالتوصل إلى تقنية لاستثمار الكميات الضخمة من نفايات الطعام والنفايات الزراعية وروث الحيوانات في إنتاج الهيدروجين الأخضر.
وبوساطة هذه التقنية، تمكنت العجرودي من استغلال مورد متوافر بكثرة في المجتمع المصري، ولا سيما في المناطق الريفية، لحلّ أزمة نقص الطاقة من خلال استعمال النفايات بمثابة ركيزة في خلية التحليل الكهربائي الميكروبي مع عملية الهضم اللاهوائي لإنتاج الهيدروجين الأخضر.
3- قياس كفاءة الطاقة في المساجد
اختار الفريق البحثي برئاسة الأستاذ المساعد بقسم القوى الميكانيكية في كلية الهندسة بجامعة عين شمس، الدكتور إيهاب مينا، مسجد الحكمة بقرية سند في البحرين، لقياس كفاءة الطاقة في المساجد؛ لكونه نموذجًا يتبع جميع الأدلة المعمارية لأماكن العبادة.
واستهدف الباحثون المصريون دراسة تأثير قبة المسجد في توزيع الهواء، ومن ثم الراحة الحرارية للمصلين وجودة الهواء وتأثير مستوى الإشغال والمدة التي تتطلبها الصلاة في الإحساس بالراحة الحرارية وجودة الهواء الداخلي.
كما سجل الفريق البحثي درجة الحرارة والرطوبة وسرعة الهواء وتركيز ثاني أكسيد الكربون خلال مستويات الإشغال المتعددة للصلوات المختلفة خلال فصل الصيف.
4- رفع كفاءة الخلايا الشمسية
أَولى الباحثون بقسم هندسة القوى الميكانيكية في كلية الهندسة بجامعة المنصورة اهتمامًا كبيرًا لرفع كفاءة الخلايا الشمسية من خلال عدّة تقنيات.
وتمكّن الدكتور محمد سامح بالتعاون مع باحثين من جامعة أريزونا الأميركية من التوصل إلى تقنية لتحسين كفاءة الخلايا الكهروضوئية عن طريق تبريد الألواح الشمسية باستعمال هيدروجيل -مادة جيلاتينية- ماص للبخار من الغلاف الجوي.
كما نجح المعيد في الجامعة نفسها، المهندس أحمد الهنداوي، في استعمال الضباب لتحلية المياه بالطاقة الشمسية من خلال تصميم جهاز يعمل على ضخ المياه المالحة في صورة قطرات مياه صغيرة جدًا، باستعمال مضخة ذات ضغط عالٍ.
وتعمل هذه المضخة على دفع المياه المالحة من خلال بوقين بأقطار صغيرة جدًا إلى أعلى داخل قناة رأسية بداخلها مبادل حراري يعمل بمثابة سخان للضباب، ثم تُجمع المياه في قناة أفقية تحتوي في نهايتها على مبادل حراري، يعمل مكثفًا، حسبما نشرته منصة الطاقة المتخصصة.
ويمثّل السخان المُستعمَل في التجربة بديلًا للطاقة الشمسية المُستعمَلة عند التطبيق العملي في مشروعات تحلية المياه.
5- تحسين محركات السيارات بالطاقة الشمسية
توصّل الباحث المصري الأستاذ بقسم هندسة القوى الميكانيكية بكلية الهندسة جامعة المنصورة الدكتور أحمد سليمان -في الرسالة التي تقدَّم بها لنيل درجة الدكتوراه من جامعة شنغهاي بالصين- إلى تقنية جديدة لتحسين محركات السيارات بالطاقة الشمسية.
الدراسة التي تأتي ضمن أبرز 10 أبحاث مصرية في قطاع الطاقة خلال عام 2023، والتي نشرتها منصة الطاقة المتخصصة، اعتمدت على تصميم نظام فاعل لاسترداد الحرارة المُهدَرة لمحركات الديزل في السيارات باستعمال مواد متغيرة الطور المحسّنة بالنانو، بهدف تقليل الانبعاثات الكربونية الصادرة عن عوادم السيارات، واستغلال طاقة هذه العوادم بتشغيل دورة التكييف في السيارات.
6- تصنيع توربينات الرياح
تحتلّ فكرة تصميم توربينات رياح محلية أولويات الجامعات ومراكز الأبحاث المصرية، في محاولة لتوطين صناعة معدّات الطاقة المتجددة في البلاد، وتوفير منتج محلي يُغني عن الاستيراد من الخارج.
وفي هذا الإطار، يبذل فريق التوربينات في كلية الهندسة بجامعة عين شمس إيه إس يو ويند (ASU Wind Team) جهودًا مكثفة في تطوير توربين رياح تتوافر فيه المواصفات الفنية العالمية كافةً، بجانب قدرته على الوفاء باحتياجات البيئة المصرية خصوصًا.
ويعمل فريق التوربينات على مشروعين لتوربينَي رياح بقدرة 1 كيلوواط، و5 كيلوواط.
كما نجح فريق بحثي آخر في الجامعة نفسها بتصميم توربين بقدرة 250 واط لاستعماله في تجربة لإنتاج الهيدروجين الأخضر، من خلال عملية التحليل الكهربائي لمياه البحر، بالاعتماد على طاقة الرياح
وتمكَّن الفريق البحثي المكون من 9 من طلاب الفرقة الرابعة بقسم القوى الميكانيكية بالجامعة بتخزين الهيدروجين الناتج في أنابيب لاستعماله بتوليد الكهرباء في أوقات ضعف سرعة الرياح.
7- تطوير بطاريات السيارات الكهربائية
أدّى الأستاذ بجامعة لورانس في الولايات المتحدة الأميركية الخبير في إحدى شركات تصنيع السيارات الكهربائية العالمية، الدكتور علاء الشرقاوي، دورًا كبير في مجال تطوير بطاريات الليثيوم أيون.
وتوصّل الشرقاوي -بالتعاون مع فريقه البحثي- لاستعمال أدوات المحاكاة الحاسوبية لتقليل وقت تصنيع المركبات الكهربائية وتطويرها. ليكون هذا الإنجاز واحدًا من بين أبرز 10 أبحاث مصرية في قطاع الطاقة خلال عام 2023.
كما تضمن هذه التقنية معالجة كل المشكلات الفنية التي تواجه تصنيع السيارات الكهربائية، بالإضافة إلى تحقيق التصميم الأكثر قوة بأقلّ تكلفة ممكنة.
وفي تقنية أخرى، نجح الشرقاوي في تبريد بطاريات الليثيوم أيون باستعمال أنواع خاصة من الأنابيب الحرارية يمكنها نقل كميات كبيرة من الحرارة أكبر بمئات المرات من الحرارة المنقولة بوساطة صفائح الألومنيوم.
8- رفع كفاءة سيارات خلايا الوقود الهيدروجينية
في إطار التوجه إلى التوسع في وسائل النقل النظيف على المستوى العالمي، تمكنت الباحثة المصرية بجامعة ستانفورد الدكتورة مروة عطوة من تحضير خلايا وقود هيدروجينية تتمتع بثبات مرتفع وكفاءة عالية تتناسب مع طبيعة عمل المركبات الثقيلة، مثل حافلات النقل العام والقطارات وغيرها.
واعتمدت الباحثة المصرية -في تجربتها- على تصنيع أقطاب سالبة بمواد عالية الثبات والكفاءة، والتي أُثبت نجاحها عمليًا عند اختبارها تحت ظروف التشغيل العادية لسيارات خلايا الوقود الهيدروجينية.
9- إنتاج الغاز الحيوي من المخلفات الزراعية
تنوعت جهود الباحثين المصريين في إنتاج الغاز الحيوي؛ كونه يمثّل بديلًا عمليًا عن الغاز الطبيعي في الأماكن النائية والريفية.
وفي هذا الإطار، عمل فريق بحثي في معمل تكنولوجيا الطاقة والتغير المناخي بكلية الهندسة في جامعة عين شمس، برئاسة المهندسة ندى أشرف، على تقنية لإنتاج غاز حيوي من خلال عملية التخمر اللاهوائي المزدوج للمخلفات الزراعية.
وتعتمد هذه العملية البيوكيميائية على وضع المخلفات العضوية -سواء كانت حيوانية أو زراعية- في بيئة خالية من الهواء، وتركها لمدة زمنية معينة تسمح بحدوث تفاعل بيولوجي، لإنتاج الغاز الحيوي والأسمدة، ما جعل التوصل لهذه التقنية واحدًا من ضمن أبرز 10 أبحاث مصرية في قطاع الطاقة خلال عام 2023.
10- إنتاج الكهرباء من مياه الصرف الصحي
من أبرز 10 أبحاث مصرية في قطاع الطاقة خلال عام 2023، تصميم الأستاذ بقسم الهندسة الكيميائية بكلية الهندسة جامعة المنيا، الدكتور ناصر بركات، خلايا وقود ميكروبية بمواصفات جديدة لإنتاج الكهرباء من مياه الصرف الصحي.
وأثبتت الخلية الميكروبية صغيرة الحجم المكونة من قطب ثلاثي الأبعاد من شعيرات الكربون متناهية الصغر فاعلية كبيرة في إنتاج قدر كبير من الكهرباء.
وتُعدّ خلايا الوقود الميكروبية بداية طفرة حديثة في هذا المجال، لأنها تعمل على توليد الكهرباء من خلال استغلال الملوثات العضوية الموجودة في مياه الصرف الصحي والصناعي.
موضوعات متعلقة..
- إنتاج الفحم النظيف من الكتلة الحيوية.. تقنية مصرية جديدة (فيديو)
- رفع كفاءة سيارات خلايا الوقود الهيدروجينية.. تقنية مصرية جديدة
- تحلية المياه بالطاقة الشمسية.. تقنية مصرية جديدة تعتمد على "الضباب"
اقرأ أيضًا..
- إيران تتوقع المزيد من الهجمات على محطات الوقود في 2024
- وزير النفط الليبي: مشروع الغاز المسال لم يكتمل.. وهذا رأيي في تخفيضات أوبك+ (2/2) - حوار
- إنتاج النفط في مصر يتلقى دعمًا من بئر جديدة بخليج السويس
- حصاد وحدة أبحاث الطاقة 2023 وتوقعات 2024.. قراءة عربية وعالمية
