حقق توربين غازي خالي من الضواغط، بناه باحثون في معهد كارلسروه للتكنولوجيا في ألمانيا، رقماً قياسياً في مدة التشغيل بلغ 303 ثوانٍ، متفوقاً بذلك على وكالة ناسا التي حققت تقنيتها المماثلة مدة تشغيل بلغت 250 ثانية. كما نجح الباحثون في إنتاج الكهرباء فعلياً باستخدام هذا التوربين الذي يعمل بالهيدروجين، مما يمهد الطريق لمصدر طاقة أكثر مراعاة للبيئة في المستقبل.

توفير نصف الطاقة المهدرة

تتطلب التوربينات الغازية التقليدية كتلك المستخدمة في محطات الطاقة أو تحت أجنحة الطائرات حرق غاز عالي الضغط في درجات حرارة مرتفعة لإنتاج الطاقة. وللقيام بذلك، يسحب التوربين الهواء باستمرار، ويضغطه، ويخلطه بالوقود، ثم يحرقه. تستهلك هذه العملية حوالي نصف الطاقة التي ينتجها المحرك، حيث تُستخدم لضغط الهواء للوصول إلى ضغط عالٍ لازم للاحتراق الفعال، وهي طاقة مهدرة تصبح غير متاحة لتوليد الكهرباء. لذلك، يبحث العلماء عن طرق بديلة لا تتطلب ضغط الهواء المسبق، وبالتالي يمكنها توفير إنتاج كهربائي أكبر وأكثر كفاءة.

آلية العمل والتصميم المبتكر

تُعد تقنية احتراق اكتساب الضغط إحدى هذه التقنيات البديلة، حيث تولد ضغطاً عالياً باستخدام موجات الانفجار داخل غرفة الاحتراق دون الحاجة لأي ضواغط ميكانيكية. وتعتمد آلية عمل هذا التوربين على تصميم مبتكر يُعرف بغرفة احتراق الانفجار الدوار، حيث تتولد موجات صدمية تدور بسرعات تفوق سرعة الصوت داخل حلقة الاحتراق، وتتغذى باستمرار على مزيج الوقود والهواء الجديد لترفع الضغط بشكل طبيعي ومستدام. ويتميز هذا التصميم باستغنائه التام عن الضاغط الميكانيكي وآلاف الأجزاء المتحركة المرتبطة به، مما يجعله أصغر حجماً وأخف وزناً بشكل ملحوظ مقارنة بالتوربينات التقليدية.

منذ سنوات، يطور الباحثون في معهد كارلسروه هذا التوربين الغازي الخالي من الضواغط. في اختباراتهم السابقة، قاموا بتشغيل التوربين لجزء من الثانية فقط، خوفاً من انصهار غرف الاحتراق نتيجة الحرارة الشديدة.

ولكن في أحدث تجاربهم، تمكنوا من تحقيق استقرار النظام وتشغيل التوربين لأكثر من خمس دقائق متواصلة. وقد استخدم الفريق الهيدروجين تحديداً في تجاربهم لأنه شديد التفاعل ويسمح بتوليد موجات انفجارية متتالية تدعم الزيادات السريعة والمستقرة للضغط، رغم أن التوربين قادر نظرياً على استخدام أي غاز كوقود.

ويخطط الباحثون لعرض توربينهم المبتكر في معرض هانوفر في الفترة من 20 إلى 24 من أبريل من عام 2026.