إنتاج الكهرباء من "السحب" الاصطناعية سيحل مشكلة نقص الكهرباء في المستقبل

مستوحين من كتاب الساحر، توصل العلماء إلى طريقة لتوليد الكهرباء من الهواء الرقيق.

Sản xuất điện từ 'đám mây' nhân tạo sẽ giải bài toán thiếu điện trong tương lai

إن إنتاج الكهرباء من "السحب" الاصطناعية سوف يحل مشكلة نقص الكهرباء في المستقبل.

اقترحت دراسة جديدة طريقةً تُمكّن أي مادة من توليد تيار مستمر من الكهرباء من رطوبة الهواء. كل ما يتطلبه الأمر هو زوج من الأقطاب الكهربائية ومادة خاصة ذات مسام دقيقة عديدة يقل قطرها عن 100 نانومتر (أي أقل من 1/1000 من سمك شعرة الإنسان).

أما بالنسبة لكيفية عمل الجهاز، فوفقًا لمجلة Advanced Materials، يتدفق الماء عبر ثقوب صغيرة، مولدًا الكهرباء من تراكم الشحنة الكهربائية التي تحملها جزيئات الماء. هذه العملية تُشبه إلى حد كبير توليد الغيوم للكهرباء بإطلاقها طاقة كهربائية على شكل برق. ولأن الرطوبة موجودة دائمًا في الهواء، يمكن للجهاز العمل ليلًا أو نهارًا، في جميع الظروف الجوية، على عكس إنتاج أشكال أخرى من الطاقة المتجددة مثل طاقة الرياح أو الطاقة الشمسية.

يستند الاكتشاف الأخير إلى حقيقة أن الهواء مليء بالشحنات الكهربائية: فالسحب تتراكم الشحنات. ولكن من الصعب الحصول على الكهرباء من السحب، وفقًا لجون ياو، كبير مؤلفي الدراسة، وهو مهندس كهربائي في جامعة ماساتشوستس أمهرست.

بدلاً من ذلك، وجد ياو وزملاؤه إمكانية تكرار هذه التجربة. سبق للباحثين ابتكار جهاز يستخدم بروتينًا مشتقًا من البكتيريا لتوليد الكهرباء من رطوبة الهواء. لكنهم أدركوا لاحقًا أن العديد من المواد الأخرى قد تمتلك خصائص مماثلة، شريطة أن تكون مسامها صغيرة بما يكفي. ووفقًا للدراسة الجديدة، يمكن تصنيع هذا النوع من أجهزة حصاد الطاقة - الذي أطلق عليه مؤلفو الدراسة اسم "مولد الهواء"، في إشارة إلى قدرته على استخلاص الكهرباء من الهواء - من "مجموعة واسعة من المواد غير العضوية والعضوية والبيولوجية".

Thiết bị Air-gen chỉ yêu cầu một cặp điện cực và vật liệu được thiết kế với các lỗ nhỏ.

يتطلب جهاز Air-gen زوجًا واحدًا فقط من الأقطاب الكهربائية ومادة مصممة بمسام صغيرة.

يمكن لجزيئات الماء أن تقطع مسافة 100 نانومتر تقريبًا عبر الهواء قبل أن تصطدم ببعضها. أثناء مرور الماء عبر مادة رقيقة ذات ثقوب دقيقة الحجم، تميل الشحنات إلى التراكم في أعلى المادة. ولأن عددًا أقل من الجزيئات يصل إلى الطبقة السفلية، يُحدث هذا اختلالًا في توازن الشحنات يُشبه ما يحدث في السحب، ما يُنتج بطارية تعمل بالرطوبة، ويبدو أنها مفيدة لأكثر من مجرد تجعيد الشعر. ثم تحمل الأقطاب الكهربائية على جانبي المادة الشحنة إلى أي جهاز يحتاج إلى طاقة.

وبما أن هذه المواد رقيقة للغاية، فمن الممكن تكديسها مع بعضها البعض وحتى توليد عدة كيلووات من الطاقة.

في المستقبل، يتصور ياو كل شيء بدءًا من أجهزة توليد الطاقة الهوائية صغيرة الحجم التي يمكنها تشغيل الأجهزة القابلة للارتداء إلى الأجهزة التي يمكنها توفير طاقة كافية لتشغيل منزل بأكمله.

لكن قبل أن يحدث أي من ذلك، قال ياو إن فريقه يحتاج إلى معرفة كيفية جمع الكهرباء على مساحة سطح أكبر وأفضل طريقة لتكديس الألواح عموديا لزيادة طاقة الجهاز دون شغل مساحة إضافية.

ومع ذلك، فهو متحمسٌ لإمكانيات هذه التقنية المستقبلية. يقول ياو : "حلمي أن نتمكن يومًا ما من استخدام الكهرباء النظيفة في كل مكان، وفي كل وقت، باستخدام تقنية توليد الطاقة الهوائية" .

[إعلان 2]
مصدر