פיתוח סעודי: חשמל תת-אדום בכפות ידיך

חוקרים הצליחו לראשונה להפיק חשמל מאחד ממקורות האנרגיה המתחדשת הגדולים שקיימים בכדור הארץ: קרינה תת-אדומה. מדובר בקרניים אלקטרומגנטיות שאורך הגל שלהן גדול מזה של האור הנראה, החל מקצה האור האדום (700 ננומטר) ועד לקרינת גלי מיקרו (1 מילימטר).

הקרינה התת-אדומה נפוצה מאוד - היא נפלטת באופן קבוע מכל גוף שהטמפרטורה שלו עולה על האפס המוחלט. ככל שהגוף חם יותר הוא פולט יותר קרינה תת-אדומה, ולכן היא מכונה גם קרינת-חום או קרינה תרמית. כמחצית מכלל הקרינה שמגיעה לכדור הארץ מהשמש היא קרינה תת-אדומה. חלקה נבלע בפני השטח ומחמם אותם, וחלקה האחר מוחזר לחלל או נבלע באטמוספרה על ידי גזי החממה וגורם להתחממות הגלובלית.

(צילום: מתוך המחקר)

החום הרב שנבלע בלי הרף בכדור הארץ ובאטמוספרה גורם להם לפלוט קרינה תת-אדומה בעוצמה שמוערכת בכמה מיליוני גיגה-ואט בשנייה. זו כמות אנרגיה אדירה, שעד כה לא ידענו כלל לנצל אותה להפקת חשמל. קולטי השמש הפוטו-וולטאיים, למשל, שממירים אור לחשמל, מסוגלים לנצל רק את אורכי הגל של האור הנראה. בדומה לגלי האור הנראה, גם גלים תת-אדומים הם מקור אנרגיה מתחדש, שניצולו עשוי לתרום משמעותית למילוי צרכיה העתידיים של האנושות. בשנים האחרונות הושקעו מאמצים רבים להתקדם בתחום הזה.

פריצת דרך משמעותית התרחשה לאחרונה כשחוקרים מאוניברסיטת המלך עבדאללה למדע וטכנולוגיה בערב הסעודית פיתחו לראשונה אנטנה שממירה קרינה תת-אדומה לזרם חשמלי. מדובר באנטנה זעירה, בגודל של מיקרונים בודדים (אלפיות המילימטר), שמורכבת מלוח טיטניום ולוח זהב חופפים במבנה ייחודי שהתגלה כמתאים לגיאומטריה של אורך גלי התת-אדום. מפרידה ביניהם שכבה דקיקה של תחמוצת אלומיניום בעובי של פחות מננומטר אחד – מיליונית המילימטר.

(צילום: מתוך המחקר)

כמות החשמל שהאנטנה הזו הצליחה לייצר היא זניחה ביותר. עם זאת, מדובר בהתקדמות משמעותית שעל בסיסה אפשר יהיה לפתח טכנולוגיות יעילות יותר. ראויה לציון גם ההשקעה המדעית של ערב הסעודית, שהחלה לאחרונה להכיר בכך שעידן הנפט עומד להסתיים, ושיש לפתח טכנולוגיות אנרגיה חלופית. רק לאחרונה דיווחנו על מחקר העוסק של האוניברסיטה הזו העוסק בניצול של אנרגיית הרוח, ונותר רק לקוות שזוהי תחילתו של גל חדש ושעוד נזכה לשמוע על פיתוחים רבים בתחום.

אור אליאסון, מאסטרנט במכון ויצמן וכתב באתר מכון דוידסון