الطاقة القمرية المستقبلية:خلايا شمسية مبتكرة من غبار القمر

في خطوة مثيرة نحو الاستفادة من موارد القمر، قد تتمكن القواعد القمرية المستقبلية من توليد طاقتها من الألواح الشمسية المصنوعة محليًا من غبار القمر المنصهر، مما يوفّر تكلفة نقل الألواح الشمسية من الأرض.في تجربة رائدة تحت إشراف الفيزيائي فيليكس لانغ من جامعة “بوتسدام”، قام مختبر الإلكترونيات المقاومة للإشعاع بتصميم واختبار خلايا شمسية باستخدام غبار القمر كمكون رئيسي. ويشمل ذلك بلورة تُسمى “هاليد البيروفسكايت”، التي تحتوي على مكونات كيميائية مثل الرصاص والبروم واليود، إلى جانب جزيئات الكربون والهيدروجين والنيتروجين. ونشرت نتائج هذا البحث في مجلة “ديفايس”.الباحثون قاموا بصهر نظير اصطناعي للريغوليث القمري، وهو طبقة من الصخور والغبار التي تغطي سطح القمر، وتحويله إلى “زجاج قمري”، ثم دمجوه مع مادة البيروفسكايت لصنع خلايا شمسية مبتكرة. ورغم أن “الزجاج القمري” كان معتمًا بسبب عدم تنقية الريغوليث، إلا أن النماذج الأولية حققت كفاءة تصل إلى 12%، وهي نسبة واعدة مقارنة بكفاءة الخلايا الشمسية التقليدية المصنوعة من البيروفسكايت التي تبلغ 26%. ويعتمد لانغ على النمذجة الحاسوبية التي تشير إلى إمكانية تحطيم هذا الرقم القياسي في المستقبل.أحد أكبر المزايا لهذه التقنية هو استخدام مواد رقيقة جدًا، مما يقلل من وزن الحمولة التي يجب نقلها إلى القمر، إذ تتطلب خلية شمسية بمساحة 400 متر مربع فقط حوالي كيلوغرام واحد من البيروفسكايت. ومن المثير أن عملية إنتاج هذه الخلايا لا تحتاج إلى تنقية معقدة للريغوليث، حيث يكفي أن يتم صهره باستخدام مرآة مقعرة كبيرة وضوء الشمس، وهو ما تم تأكيده بالفعل في تجارب ميدانية في جامعة “بوتسدام”.البروفيسور إيان كروفورد من جامعة “بيركبيك” في لندن، أشار إلى أن هذه التكنولوجيا قد تمتد إلى تصنيع مكونات أخرى للقاعدة القمرية، مثل البلاط، في المستقبل. كما أكد الجيوكيميائي مايكل ديوك من معهد القمر والكواكب أن هناك حاجة لمزيد من التحسينات التكنولوجية، ولكن هذه التقنية قد تفتح الطريق لإنتاج مكونات فضائية مباشرة على القمر، مما يسهل العمليات مقارنة بإنتاجها على الأرض.يواصل لانغ وفريقه العمل على تحسين كفاءة خلاياهم الشمسية، حيث يدرسون إمكانية تحسين جودة “الزجاج القمري” عبر إزالة الحديد من الريغوليث باستخدام المغناطيس قبل عملية الصهر. كما يخططون لتوسيع هذه العملية لتشمل أجرام سماوية أخرى غنية بالغبار، مما قد يعزز تطبيقات الطاقة المتجددة في الفضاء.