يقوم الباحثون بتطوير "محطات طاقة" صغيرة، وهي أجهزة صغيرة على شكل أوراق تعمل على توليد الكهرباء من الرياح التي تهب من خلالها أو قطرات المطر التي تسقط على الأرض.
تُنتج الشجرة الاصطناعية الكهرباء باستخدام مُولّد أوراق بلون بيج. الصورة: قسم الكيمياء والهندسة المستدامة التابع للجمعية الكيميائية الأمريكية (ACS).
وفي دراسة نشرت في مجلة ACS Sustainable Chemistry & Engineering، قام فريق من الخبراء من الصين والمملكة المتحدة والولايات المتحدة باختبار أجهزة حصاد الطاقة عن طريق دمجها مع الأشجار الاصطناعية، حسبما ذكر موقع Phys.org في 17 يناير.
يمكن إنتاج الطاقة الكهربائية طبيعيًا بطرق متعددة. على سبيل المثال، تُحوّل الخلايا الشمسية طاقة الضوء من الشمس، بينما تُحوّل توربينات الرياح زخم حركة الهواء. مع ذلك، غالبًا ما تعتمد هذه الطرق على مصدر طاقة، لذا فهي لا تكون فعّالة إلا عند توفره. على سبيل المثال، لا تعمل الخلايا الشمسية بعد غروب الشمس، والأيام التي لا تهب فيها الرياح لا تُوفّر الكثير من الطاقة.
ظهرت مؤخرًا أجهزة حصاد الطاقة متعددة المصادر كحلٍّ لتسخير الطاقة من مصادر متجددة مختلفة في تصميم واحد، مما يُحقق أقصى استفادة ممكنة. لذلك، سعى الباحث رافيندر داهيا من جامعة نورث إيسترن بالولايات المتحدة الأمريكية، وزملاؤه، إلى ابتكار جهاز متعدد المصادر كهذا، قادر على توليد الكهرباء من الرياح والأمطار.
قام الفريق ببناء نوعين من أجهزة حصاد الطاقة: مولد نانوي كهربائي احتكاكي (TENG) لحصاد الزخم من الرياح، ومولد طاقة قائم على قطرات المطر (DEG) لحصاد الطاقة من قطرات المطر المتساقطة. يتكون مولد TENG من طبقة من ألياف النايلون النانوية محصورة بين طبقتين من بولي تترافلورو إيثيلين، المعروف أيضًا باسم التفلون، وأقطاب نحاسية.
تتولد الكهرباء الساكنة وتتحول إلى كهرباء عند تلامس الطبقات. يُستخدم التفلون أيضًا في صناعة DEG، وهو مقاوم للماء ومغطى بنسيج موصل يعمل كقطب كهربائي. عندما تصطدم قطرة مطر بقطب كهربائي، يُحدث فرق جهد، مما يُولد تيارًا كهربائيًا. في الظروف المثالية، يُنتج TENG 252 فولتًا من الكهرباء، بينما يُوفر DEG 113 فولتًا، ولكن لفترة قصيرة فقط.
وضع الفريق مولد الطاقة الشمسية الكهروضوئية (DEG) فوق مولد الطاقة الشمسية الكهروضوئية (TENG)، ودمجوا نسخًا على شكل أوراق شجر على أشجار اصطناعية. عند تعريضها لظروف تحاكي الرياح والأمطار الطبيعية، تمكنت مولدات الأوراق من إضاءة 10 مصابيح LED لفترة محدودة. يمكن توسيع نطاق جهاز "الشجرة الكهربائية" هذا ليشمل أنظمة أو شبكات أكبر لتوليد طاقة نظيفة من مصادر طبيعية.
آن كانج (وفقًا لموقع Phys.org )
[إعلان 2]
رابط المصدر
تعليق (0)