جديد العلوم

علماء يطورون نموذجًا أوليًا لـ “مولد نانوي” ينتج طاقة متجددة عند الضغط عليه

من خلال الاستفادة من مصدر طاقة غير متوقع، وهو الأرضيات الخشبية، طور باحثون من سويسرا جهازًا لتجميع الطاقة يستخدم الخشب مع مزيج من طلاء السيليكون والبلورات النانوية المدمجة لإنتاج طاقة كافية لتشغيل مصابيح LED والإلكترونيات الصغيرة.

وتصبح قطع الخشب مشحونة كهربائياً عند الضغط عليها بالقدمين، في ظاهرة تسمى “تأثير كهرباء الاحتكاك”. ويحدث هذا التأثير عندما تنتقل الإلكترونات من جسم إلى آخر، على غرار الكهرباء الساكنة التي يتم إنتاجها عند فرك بالون على الشعر لبضع ثوان.

قال كبير مؤلفي الدراسة، Guido Panzarasa، قائد المجموعة, وهو أستاذ علوم المواد الخشبية، إذا كانت مادة ما إيجابية، فإنها تميل إلى فقد الإلكترونات، وإذا كانت سلبية ثلاثية، فإنها تميل إلى جذب الإلكترونات.

“الخشب ليس لديه ميل قوي لفقد أو جذب الإلكترونات. على هذا النحو ، فإن الخشب مادة رهيبة لتوليد الكهرباء، لكن الخشب مادة بناء ممتازة، “مشيرًا إلى أنه مفيد أيضًا نظرًا لأن المادة مورد طبيعي ومتجدد يخزن أيضًا ثاني أكسيد الكربون.

ولتعزيز الخصائص الكهربائية الاحتكارية للخشب، قام الباحثون بتغطية قطعة واحدة منه بسيليكون شائع يكتسب إلكترونات عند التلامس، بينما تم تزيين القطعة الأخرى بالبلورات النانوية التي تميل إلى فقد الإلكترونات. وبعد اختبار أنواع مختلفة من الخشب، وجدوا أن خشب التنوب المقطوع قطريًا – وهو خشب شائع للبناء في أوروبا – يولد كهرباء أكثر 80 مرة من الخشب الطبيعي.

وجد الباحثون أن استخدام نموذج أولي للأرضية الخشبية بمساحة سطح أصغر قليلاً من قطعة ورق A4 ينتج طاقة كافية لتشغيل مصابيح LED المنزلية والأجهزة الإلكترونية الصغيرة مثل الآلات الحاسبة. لقد نجحوا في إضاءة مصباح بالنموذج الأولي عندما سار عليه شخص بالغ، وفقًا للورقة المنشورة في مجلة Matter .

قال بانزاراسا: “تخيل صنع أرضية بهذه الأنواع من الأجهزة، كمية الطاقة التي يمكن أن ينتجها أشخاص يمشون للتو”. “كان تركيزنا على إظهار إمكانية تعديل الخشب بإجراءات صديقة للبيئة نسبيًا لجعله كهربيًا كهربيًا. شجرة التنوب رخيصة ومتوفرة ولها خصائص ميكانيكية مواتية “.

اقترح البروفيسور نيك جينكينز، رئيس مركز مجموعة أبحاث الإمداد والطاقة المتجددة المتكاملة بجامعة كارديف، والذي لم يشارك في البحث، أن التطبيق النموذجي لمثل هذا الجهاز يمكن أن يكون تشغيل جهاز إنترنت الأشياء. “بالطبع، إذا كانت هناك حاجة إلى إمداد مستمر بالطاقة، مثل الإضاءة، فسيحتاج ذلك إلى حركة مستمرة لتوفير طاقة الإدخال”.

مقالات ذات صلة

زر الذهاب إلى الأعلى