تولید برق سبز از پوست گردو و یک قطره آب

به گزارش شبکه اطلاع رسانی راه دانا؛ دانشمندان توانستند با استفاده از پوسته گردو و قطرات آب، برق سبز تولید کنند. 

تصور کنید که بتوانید یک ماشین‌حساب یا یک دستگاه الکترونیکی کوچک را با استفاده از پوست گردو و یک قطره آب روشن کنید؛ این دقیقا همان چیزی است که محققان دانشگاه «واترلو» (Waterloo) کانادا به آن دست یافته‌اند. دستگاه ابتکاری آنان که تقریبا به اندازه یک سکه است، می‌تواند مسیری به سوی راه‌حل‌های انرژی پاک، ارزان و پایدار آینده باشد. 

این دستگاه، ژنراتور الکتریکی القایی آبی (WEG) نام دارد و تولید برق آن با استفاده از ساختار طبیعی پوسته گردو امکان‌پذیر شده که مملو از منافذ ریز و به هم پیوسته است. هنگامی که یک قطره آب از این منافذ تبخیر می‌شود، واکنش زنجیره‌ای جذاب را آغاز می‌کند. آب در حال حرکت، ذرات باردار الکتریکی، معروف به یون‌ها را از طریق منافذ حمل می‌کند. این یون‌ها با سطوح داخل پوسته تعامل دارند وعدم تعادل بار الکتریکی ایجاد می‌کنند. سپس می‌توان این‌عدم تعادل را جذب و به عنوان برق استفاده کرد. 

ایده این دستگاه از یک تصمیم اتفاقی گرفته شده است؛ نازمول حسین، دانشجوی دکتری مهندسی مکانیک و مکاترونیک در «واترلو»، تصمیم گرفت که پوسته یک فندق را زیر میکروسکوپ الکترونی از نزدیک بررسی کند و آنچه مشاهده کرد، سیستمی طبیعی و بسیار پیچیده از کانال‌ها و منافذ بود که برای انتقال آب و مواد مغذی طراحی شده‌اند. از نظر حسین، این پوسته دارای معماری کاملی برای برداشت انرژی بود. 

گروه پژوهشی وی چهار نوع مختلف پوسته آجیل را آزمایش کرد و متوجه شد که گردو، بهترین عملکرد را در تولید برق دارد. آنان پوسته‌ها را با دقت تمیز کردن، صیقل و شکل دادن تا قبل از اضافه کردن الکترودها، سیم‌ها، قطرات آب و یک محفظه چاپ سه‌بعدی برای تکمیل دستگاه آماده شوند. 

هر واحد ژنراتور الکتریکی القایی آبی، مقدار کمی برق تولید کرد، اما وقتی چهار واحد به هم متصل شدند، برق کافی برای راه‌اندازی یک ماشین حساب ال‌سی‌دی (LCD) فراهم کردند. اگرچه ممکن است در مقایسه با یک نیروگاه برق زیاد به نظر نرسد، اما پیامدهای آن هیجان‌انگیز است. این فناوری می‌تواند روزی حسگرها، فناوری‌های پوشیدنی در حوزه سلامت یا دستگاه‌های ارتباطی کوچک را در مناطق دورافتاده‌ای که دسترسی به باتری‌ها یا برق سنتی دشوار است را تغذیه کند. 

حسین گفت: این دستگاه یک نمونه ساده اما قدرتمند از تبدیل زباله به انرژی سبز با استفاده از طراحی خود طبیعت است. دستگاه‌هایی را تصور کنید که جنگل‌ها را برای تغییرات محیطی رصد و یا ابزارهای امدادرسانی در بلایای طبیعی که فقط با قطرات ریز آب از هوا کار می‌کنند. 

در حال حاضر گروه پژوهشی «واترلو» به دنبال کاربردهای جدید این دستگاه است. آنان ژنراتورهای الکتریکی القایی آبی پوشیدنی را آزمایش می‌کنند که می‌توانند انرژی را از عرق یا باران جمع‌آوری کنند و در حال بررسی این هستند که آیا مواد طبیعی دیگری مانند چوب می‌توانند جایگزین پوست آجیل شوند یا خیر. 

این رویکرد در صورت موفقیت، می‌تواند جایگزینی کم‌هزینه و سازگار با محیط زیست برای باتری‌ها ارائه دهد و به گسترش دسترسی به انرژی پاک در سراسر جهان کمک کند.