الدوحة - سيف الحموري - نجح باحثون في مركز المواد المتقدمة بجامعة قطر، في تصنيع مواد لإنشاء مبان بتصميم مناخي وحيوي تتلاءم مع الظروف المناخية في دولة قطر من أجل تخفيف استهلاك المباني للطاقة.
وأوضحت الجامعة، أن الحاجة دعت إلى تصميم مبان تراعي الظروف المناخية المحلية وتدعم استخدام الطاقة المتجددة عبر ما يسمى بـ»المباني ذات التصميم البيومناخي»، الأمر الذي جعل الأبحاث المكثفة ترتكز على سبل تحسين المواد التي تمتص وتعكس الطاقة الحرارية النابعة من الشمس بشكل فعّال لضمان الاستقرار الحراري داخل المباني وخفض استهلاك الكهرباء.
وقال الدكتور إيغور كروبا الأستاذ الباحث في مركز المواد المتقدمة في جامعة قطر، إن المواد التي قام بصناعتها مركز المواد المتقدمة تسهم بفعالية في تبريد المباني في حالة زيادة الطاقة الشمسية وما ينتج عن ذلك من ارتفاع درجة حرارة المباني.
وأضاف إن «البحث يعالج آليات إعداد أنظمة تخزين الطاقة الحرارية المعتمدة على المواد متغيرة الطور وهي تتحول ما بين الحالتين الصلبة والسائلة عند درجة حرارة محددة، أثناء امتصاص أو إطلاق كمية عالية من الطاقة الحرارية بما يتناسب مع المحتوى الحراري للذوبان».
وتابع: «المواد متغيرة الطور البوليمرية مُشكلة من المواد البلاستيكية مثل البولي إيثيلين ومخلفات البولي إيثيلين، وشمع البارافين والحشوات الموصلة للحرارة التي تعزز التوصيل الحراري للمواد وتتحكم في معدل نقل الحرارة بالطريقة المطلوبة». وأجرى مركز المواد المتقدمة، البحث حول أنظمة التخزين الحراري على مدار السنوات العشر الماضية، وحصدت نتائجه على براءة اختراع تحت عنوان «العزل الحراري بالرغوة البلاستيكية المعتمدة على رغوة البولي أوليفين، حيث صنعت المواد على شكل كتل رغوية بتحضير من خليط شمع البولي إيثيلين والبارافين.
وقال كروبا: «إن المواد متغيرة الطور الرغوية تتميز بوظيفة مزدوجة، حيث تعمل كمواد قياسية ماصة للحرارة، فضلا عن كونها عازلا حراريا يضمن الحماية الحرارية للمباني بصورة أفضل ضد ارتفاع درجات الحرارة.
وأكد مركز المواد المتقدمة أن البحث يفيد الصوبات الزراعية التي تعد من أبرز أنواع المباني ارتباطا بمشاريع الاستثمار الزراعي الاستراتيجي لإنتاج الخضراوات في دولة قطر، موضحا أن هناك حاجة ملحة لتطوير مواد فعالة لامتصاص الطاقة الحرارية وإطلاقها بما يسهم في توفير الطاقة الشمسية السلبية عقب تركيبها في الصوبات الزراعية، الأمر الذي يعد ضرورة لأغراض التبريد والتدفئة بفعالية في مواسم النمو المختلفة لتحسين الزراعة بصورة عملية في جميع المواسم. كما أجرى المركز مشروعا تعاونيا بعنوان «الصوبات الزراعية وفقًا للمناخ القطري: توفير الطاقة الذكية والطاقة المستدامة المعتمدة على المواد متغيرة الطور» مع شركة أجريكو قطر وشركة قطر للبتروكيماويات (قابكو)، بالتعاون مع شركاء من جامعة توماس باتا في التشيك، للمساهمة في توفير الطاقة لاسيما لأغراض التبريد.
وأوضح المركز أنه يُجرى حالياً تطويرا لأنظمة التخزين الحراري لتحسين الأداء التشغيلي، حيث يتمثل التحدي الرئيسي في إنتاج كميات كبيرة من الألواح الشمسية.
ويعد هذا المشروع متماشيا مع رسالة مركز المواد المتقدمة المتمثلة في تعزيز ودعم البحوث متعددة التخصصات حول علوم وهندسة المواد من خلال إجراء المشاريع البحثية التطبيقية، وتوفير المعرفة والخبرة التي تلبي احتياجات القطاع الصناعي والمجتمع.
