حلم العلماء بتوليد الطاقة من الهواء الرقيق لأكثر من قرن، كان نيكولا تيسلا يجري بالفعل تجارب على هذا المنوال في ثلاثينيات القرن الماضي.
نيكولا تيسلا هو مخترع وفيزيائي ومهندس كهربائي ومهندس ميكانيكي، اشتهر بإسهاماته في تصميم نظام التيار المتردد الرئيسي.
في الآونة الأخيرة، تصاعدت الدعوات إلى مفهوم الطاقة النظيفة، سيكون الانتقال بعيدا عن الوقود الأحفوري في الوقت المناسب لتجنب أسوأ ما في أزمة المناخ أكبر مشروع تعاوني فردي حاول العالم تحقيقه على الإطلاق، وقد دفعت الضرورة العلماء إلى تحقيق أحلام كبيرة.
وتبدو مسألة تجميع الطاقة من الهواء أمرا ممكنا، بعد أن اقترب العلماء من تحويل المستحيل إلى ممكن.
في عام 2021، أعلن باحثون من جامعة ماساتشوستس الأمريكية في أمهيرست أنهم اخترعوا جهازًا يسمى Air-gen، وهو اختصار لمولد يعمل بالهواء.
الجهاز قادر على استخدام بروتين طبيعي لتحويل الرطوبة في الهواء المحيط لتوليد الكهرباء، يتم ذلك من خلال فيلم مكون من أسلاك نانوية بروتينية مصدرها بكتيريا Geobacter sulfurreducens.
زعم فريق الباحثين أن هذه التكنولوجيا "يمكن أن يكون لها آثار مثيرة للاهتمام على مستقبل الطاقة المتجددة، وتغير المناخ، ومستقبل الطب"، حيث أثبت الفيلم، الذي يبلغ سمكه بضعة ميكرونات، فعاليته.
أوضح الباحث والمؤلف البحثي Jun Yao: "نحن حرفيا نصنع الكهرباء من الهواء الرقيق، حيث يولد Air-gen طاقة نظيفة على مدار الساعة طوال أيام الأسبوع، هذا هو التطبيق الأكثر روعة وإثارة لأسلاك البروتين النانوية حتى الآن".
في عام 2022، بدأ الاتحاد الأوروبي في تمويل مشروع جديد يسمى CATCHER، والذي يهدف بالمثل إلى توليد الطاقة من الرطوبة الجوية، ولكن في هذه الحالة من خلال استخدام الخلايا المصنوعة من أكسيد الزركونيوم، وهي مادة خزفية تستخدم في جميع أنواع التطبيقات من زراعة الأسنان إلى قضبان الوقود النووي.
ذكرت مجلة هورايزون التابعة للمفوضية الأوروبية في ديسمبر/كانون الأول 2022: "عند استكشاف خصائص المواد النانوية المصنوعة من أكسيد الزركونيوم قبل 7 سنوات، بدأ الباحثون في رؤية أدلة على الطاقة الكهرومائية".
أضاف: "لقد قطعوا شوطا طويلا في السنوات السبع الماضية، لكن التكنولوجيا لا تزال بعيدة كل البعد عن قابلية التوسع والتطبيق العملي".
وأكد أنه في الوقت الحاضر ، "يمكن أن تولد صفيحة 8 × 5 سم من مادتها حوالي 0.9 فولت في المختبر مع رطوبة تبلغ حوالي 50%، أو ما يقرب من ناتج نصف بطارية AA.
في 2023، حقق العلماء في جامعة موناش في أستراليا اختراقا آخر في مجال الطاقة، هذه المرة، المادة الرئيسية هي إنزيم يسمى Huc، تم العثور على الإنزيم في بكتيريا Mycobacterium smegmatis، وهي ابنة عم البكتيريا المسؤولة عن مرض السل والجذام.
Huc هو بالفعل مركز قوة لتحويل الهواء إلى طاقة، تستخدمه البكتيريا لتوليد الطاقة في البيئات القاسية مع القليل من مصادر الطاقة الأخرى.
بمجرد استخراجه، يقول الباحثون إنه يمكن استخدام الإنزيم لتشغيل "مجموعة من الأجهزة الكهربائية الصغيرة المحمولة بما في ذلك أجهزة الاستشعار البيومترية، والشاشات البيئية، والساعات الرقمية، والآلات الحاسبة أو أجهزة الكمبيوتر البسيطة".
حتى الآن، توجد التطبيقات المختلفة لـHuc في تجربة فكرية أكثر من كونها فرضية مختبرة، لكن العلماء المسؤولين يعتقدون أن Huc لديه القدرة على تحقيق نتائج أفضل.
قال المشرف الرئيسي على البحث Rhys Grinter "عندما تزود Huc بمزيد من الهيدروجين المركز، فإنه ينتج المزيد من التيار الكهربائي، مما يعني أنه يمكنك استخدامه في خلايا الوقود لتشغيل أجهزة أكثر تعقيدا، مثل الساعات الذكية، أو الهواتف الذكية، وأجهزة الكمبيوتر المحمولة الأكثر تعقيدا، وربما حتى السيارة".
من الواضح أن المشاريع التي تهدف إلى توليد الطاقة من الهواء لا تزال في بدايتها، ولكن سيكون من الصعب المبالغة في التداعيات المحتملة إذا أصبحت إحدى هذه التقنيات قابلة للتطوير.
إن توليد الطاقة من الهواء الرقيق من شأنه أن يحل قضايا لا حصر لها تتعلق بتغير المناخ والعوامل الخارجية البيئية السلبية الأخرى المرتبطة بإنتاج الطاقة.
علاوة على ذلك، يمكن نظريا الوصول إلى تقنية مثل الإنزيم البكتيري في أي مكان في العالم، مما يجعل الجغرافيا السياسية لإنتاج الطاقة أكثر عدلا وتوزيعا لامركزيا، باختصار، يمكن أن يقلب الاقتصاد العالمي في يوم ما.