فريق إسباني يحوّل المطر إلى كهرباء بخلية بيروفسكايت شمسية هجينة

طوّر باحثون إسبان جهازًا هجينًا ينتج الكهرباء في الأجواء المشمسة وأثناء هطول المطر معًا. ودمج الفريق، المؤلف من معهد علوم المواد في إشبيلية (ICMS) والمجلس الأعلى للبحوث العلمية في إسبانيا (CSIC) وجامعة إشبيلية، خلية شمسية من البيروفسكايت مع مولّد نانوي كهروإحتكاكي (TENG).

تُعدّ خلايا البيروفسكايت من أبرز المرشحات لتكون الجيل المقبل من الطاقة الشمسية، فهي أرخص تصنيعًا من خلايا السيليكون وذات كفاءة عالية، كما أنها رقيقة وخفيفة وقابلة للانحناء. لكن لها نقطة ضعف كبيرة هي الماء؛ إذ تذوب مادتها وتتدهور بسرعة عند تعرضها للمطر، وهو تناقض واضح لخلية مخصصة للاستخدام الخارجي.

طبقة رقيقة بثلاث وظائف

استخدم الفريق تقنية البلازما لطلاء سطح الخلية بغشاء واقٍ يبلغ سمكه نحو 100 نانومتر. يعمل الغشاء كسطح كهروإحتكاكي يحوّل طاقة اصطدام قطرة المطر مباشرة إلى تيار كهربائي. ووفق الباحثين، يمكن للقطرة الواحدة أن تولّد ما يصل إلى 110 فولت.

ويؤدي الغشاء نفسه دور غلاف يحمي الخلية من التدهور، كما يعمل مرشحًا بصريًا يعزز امتصاص الضوء.

أما مولّد TENG فيعتمد على الاحتكاك بين مادتين مختلفتين لتوليد كهرباء ساكنة، على غرار ظاهرة فرك الشعر بمسطرة بلاستيكية، لكن بصورة مصغّرة وعالية الكفاءة.

تطبيقات محتملة

من المتوقع أن تستفيد الأجهزة الصغيرة التي يشكّل نفاد بطارياتها مشكلة، مثل حساسات إنترنت الأشياء في المنازل الذكية ومحطات الطقس، وحساسات المنشآت التي ترصد الشقوق والتشوهات في الجسور والأبراج، وتغذية أعمدة الإنارة وإشارات المرور، وحساسات التربة في المزارع.

وفي اليابان أيضًا تتواصل محاولات دمج البيروفسكايت مع تقنيات أخرى. ففي ديسمبر 2025 أعلنت شركة Okumura-gumi وجامعة إيواته بدء تجارب ميدانية على «غطاء شمسي للكوارث»، وهو غطاء مقاوم للماء مغطى بطبقة بيروفسكايت، يستهدف توليد الكهرباء على المنحدرات والأسطح التي يتعذر فيها تركيب الألواح التقليدية.