تقوم إحدى الجامعات البريطانية بإنشاء مولدات نانوية مرنة عالية الكفاءة قادرة على إعادة شحن الأشياء بالحركات اليومية

بفضل تقنية النانو الجديدة التي طورتها جامعة ساري ، يمكن أن يساعدك الركض الصباحي قريبًا في الحصول على ما يكفي من الكهرباء لتشغيل أجهزتك القابلة للارتداء.

قام معهد ساري للتكنولوجيا المتقدمة (ATI) بتطوير مولدات نانوية مرنة موفرة للطاقة تظهر كثافة طاقة أكبر بـ 140 مرة من المولدات النانوية التقليدية. يعتقد باحثو ATI أن هذا التطور يمكن أن يؤدي إلى أجهزة نانوية بنفس كفاءة الخلايا الشمسية الحالية.

مشكلة تحويل الطاقة

يمكن لأجهزة ساري تحويل كميات صغيرة من الطاقة الميكانيكية اليومية، مثل الحركة، إلى طاقة كهربائية أعلى بكثير، على غرار الطريقة التي يعزز بها مكبر الصوت الصوت في النظام الإلكتروني.

على سبيل المثال، إذا كان المولد النانوي التقليدي ينتج عشرة مللي واط من الطاقة، فإن هذه التكنولوجيا الجديدة يمكن أن تزيد ذلك إلى أكثر من 1000 مللي واط، مما يجعله مناسبًا لحصاد الطاقة في مختلف التطبيقات اليومية.

يعمل المولد النانوي الخاص بشركة ATI مثل فريق التتابع - بدلاً من قيام قطب كهربائي واحد (العداء) بتمرير الطاقة (الشحنة) من تلقاء نفسه. يجمع كل عداء عصا من الطاقة (الشحنة)، ويضيف المزيد، ثم يمررها كلها إلى العداء التالي، مما يزيد من إجمالي الطاقة المجمعة في عملية تسمى تأثير تجديد الشحنة.

"إن حلم المولدات النانوية هو التقاط واستخدام طاقة الحركات اليومية، مثل الركض في الصباح، أو الاهتزازات الميكانيكية، أو أمواج المحيط، أو فتح الباب. الابتكار الرئيسي لمولدنا النانوي هو أننا قمنا بضبط التكنولوجيا باستخدام 34 مجمعًا صغيرًا للطاقة باستخدام تقنية الليزر التي يمكن توسيع نطاقها للتصنيع لزيادة كفاءة استخدام الطاقة.

وأضاف أن الأمر المثير هو أن جهازنا الصغير الذي يتمتع بكثافة عالية في تجميع الطاقة يمكن أن ينافس في يوم من الأيام قوة الألواح الشمسية ويمكن استخدامه لتشغيل كل شيء بدءًا من أجهزة الاستشعار التي تعمل بالطاقة الذاتية وحتى أنظمة المنزل الذكي التي تعمل دون الحاجة إلى تغيير البطارية.

الجهاز عبارة عن مولد نانوي كهربائي احتكاكي (TENG) قادر على التقاط وتحويل طاقة الحركات اليومية البسيطة إلى كهرباء.

يستخدم مواد تصبح مشحونة كهربائيًا عند ملامستها ثم تنفصل، كما هو الحال عندما تفرك بالونًا على شعرك فيلتصق بسبب الكهرباء الساكنة.

مثال على مولد كهرباء احتكاكي

"سنطلق قريبًا شركة ستركز على أجهزة استشعار الرعاية الصحية ذاتية التشغيل وغير الجراحية باستخدام تقنية كهرباء الاحتكاك. وقال الدكتور باسكار دوديم، الباحث: "إن مثل هذه الابتكارات ستسمح لنا بتعزيز الابتكارات الجديدة في تكنولوجيا الرعاية الصحية المستدامة، وتحسين الحساسية والتأكيد على قابلية التوسع الصناعي".

مع التكنولوجيا المتزايدة باستمرار المحيطة بنا، من المتوقع أنه في السنوات القليلة المقبلة سيكون لدينا أكثر من 50 مليار جهاز إنترنت الأشياء (IoT) التي ستتطلب طاقة لتشغيلها .

هناك حاجة إلى حلول محلية للطاقة الخضراء، ويمكن أن تكون هذه تقنية لاسلكية مريحة تستغل طاقة أي حركة ميكانيكية لتشغيل الأجهزة الصغيرة.

وهذا يمكّن المجتمع العلمي والهندسي من إيجاد حلول مبتكرة ومستدامة للتحديات العالمية.

"نحن متحمسون للغاية بشأن قدرة هذه المولدات النانوية على تغيير الطريقة التي نفكر بها في الطاقة. ويمكن للمرء أيضًا أن يتخيل استخدام هذه الأجهزة في الأنظمة الذكية ذاتية الطاقة القائمة على إنترنت الأشياء، مثل العمليات اللاسلكية المستقلة، ومراقبة الأمن وأنظمة المنزل الذكي، أو حتى لدعم مرضى الخرف، وهو مجال تتمتع فيه جامعة ساري بخبرة كبيرة. قال البروفيسور رافي سيلفا، مدير معهد التكنولوجيا المتقدمة (ATI) ورئيس مركز إلكترونيات النانو.

المقالة التي نشرتها الجامعة البريطانية تنشئ مولدات نانوية مرنة عالية الكفاءة والتي ستكون قادرة على إعادة شحن الأشياء بالحركات اليومية تأتي من السيناريوهات الاقتصادية .