حلول مبتكرة

توليد الطاقة الكهربائية عن طريق التعرق أثناء النوم

يدعي مطورو الجهاز الجديد الذي يمكن ارتداؤه والذي يلتف حول إصبعك مثل الجص أن يحصد العرق أثناء النوم ويستخدم لتوليد الكهرباء. لا يخزن النموذج الأولي للجهاز سوى القليل من الطاقة في الوقت الحالي، وسيستغرق حوالي ثلاثة أسابيع من التآكل المستمر لتشغيل الهاتف الذكي، لكن المطورين من جامعة كاليفورنيا، سان دييغو، يأملون في زيادة السعة في المستقبل. ووجدوا أن ارتداء النموذج الجديدة لمدة عشر ساعات من شأنه أن يولد طاقة كافية للحفاظ على تشغيل الساعة لمدة 24 ساعة – أو حوالي 400 ملي جول. وهذا فقط من طرف إصبع واحد. قال الباحثون إن أجهزة الربط الموجودة في بقية أطراف الأصابع ستولد طاقة أكثر بعشر مرات.  

تتطلب معظم الأجهزة القابلة للارتداء المنتجة للطاقة من مرتديها أداء تمرينًا مكثفًا أو الاعتماد على مصادر خارجية مثل ضوء الشمس أو التغيرات الكبيرة في درجة الحرارة. وأوضح الفريق أن الشريط الجديد يستخدم نظامًا سلبيًا لتوليد الكهرباء من الرطوبة في أطراف أصابعك، حتى لو كنت نائمًا أو جالسًا ساكنًا تمامًا.

وذلك لأن أطراف الأصابع هي الجزء الأكثر تعرقًا في الجسم، لذلك، بفضل مادة الإسفنج الذكية، يمكن جمعها ومعالجتها بواسطة الموصلات.

تنتج آلة حصاد الطاقة كميات صغيرة من الكهرباء عندما يضغط مرتديها لأسفل أو يبدأ في التعرق، أو من النقر بإصبع خفيف.

يقوم بذلك عن طريق تحويل الأنشطة مثل الكتابة أو الرسائل النصية أو العزف على البيانو أو النقر على رمز مورس، إلى رسوم إضافية – لذا فإن إرسال تغريدة يمكن أن يشغّل هاتفك.

قال لو يين، مؤلف مشارك أول طالب الدكتوراه: “على عكس الأجهزة القابلة للارتداء التي تعمل بالعرق، لا يتطلب هذا الجهاز أي تمرين، ولا يحتاج إلى مدخلات جسدية من مرتديه حتى يكون مفيدًا.

“هذا العمل هو خطوة للأمام لجعل الأجهزة القابلة للارتداء أكثر عملية وملاءمة ومتاحة للأشخاص العاديين”.

وفقًا للباحثين، تمتلك أطراف الأصابع واحدة من أعلى تركيزات الغدد العرقية في الجسم، حيث ينتج كل إصبع ما بين 100 و 1000 مرة من العرق أكثر من معظم المناطق الأخرى.

قال السيد يين: “السبب الذي يجعلنا نشعر بالتعرق في أجزاء أخرى من الجسم هو أن تلك البقع ليست جيدة التهوية. على النقيض من ذلك، فإن أطراف الأصابع معرضة دائمًا للهواء، لذلك يتبخر العرق عند خروجه.

لذا بدلاً من تركه يتبخر، نستخدم أجهزتنا لتجميع هذا العرق، ويمكنه توليد كمية كبيرة من الطاقة.

لكن جمع العرق من هذه المساحة الصغيرة وتحويله إلى كهرباء كان تحديًا يتطلب مواد وهندسة خاصة.

الجهاز مزود بموصلات كهربائية – أو أقطاب كهربائية مصنوعة من رغوة كربونية تمتص عرق الأصابع. ثم تؤدي الإنزيمات الموجودة على الأقطاب الكهربائية إلى تفاعل كيميائي بين جزيئات العرق – اللاكتات والأكسجين، لتوليد الكهرباء.

قال السيد يين: ‘حجم الجهاز حوالي سنتيمتر واحد مربع. كما أن مادته مرنة أيضًا، لذلك لا داعي للقلق بشأن كونه شديد الصلابة أو الشعور بالغرابة. يمكنك ارتدائه بشكل مريح لفترة طويلة من الزمن.

لاختبار الجهاز، طُلب من أحد المتطوعين أداء مهام مختلفة أثناء ارتدائه على أصابعه – بما في ذلك الكتابة والتنصت وحتى النوم.

من 10 ساعات من النوم، جمع الجهاز ما يقرب من 400 مليجول من الطاقة، وهو ما يكفي لتشغيل ساعة يد إلكترونية لمدة 24 ساعة.من ساعة واحدة من الكتابة غير الرسمية والنقر على الماوس، جمع الجهاز ما يقرب من 30 مليجول، دون أي جهد يتجاوز النشاط العادي.

مقالات ذات صلة

زر الذهاب إلى الأعلى