ژنراتور کوچکی که با پوست گردو و چند قطره آب برق تولید می‌کند!

یکی از بزرگترین چالش های امروز در جهان ، یافتن منابع انرژی پایدار و پاک است. منابعی که هم به محیط زیست آسیب نرساند و هم برای زندگی روزمره کاربرد دارد. در طول راه ، دانشمندان به دنبال ایده هایی هستند که نه تنها سبز و طبیعت ، بلکه ساده ، ارزان و عملی نیز هستند. از زباله های غذایی گرفته تا الیاف گیاهی ، محققان به موادی رفته اند که قبلاً بی ارزش بودند. یکی از این مواد چیزی است که معمولاً از سطل زباله ناشی می شود: پوست گردو.

یک ایده جدید از قلب زباله

دانشمندان دانشگاه واترلو در کانادا موفق به طراحی دستگاه کوچکی شده اند که می تواند برق تمیز از پوست گردو و چند قطره آب تولید کند.
این دستگاه که به اندازه یک سکه است ، به عنوان ژنراتور القاء آب (WEG) نامیده می شود و قادر به تولید انرژی کافی برای روشن کردن موارد کوچک مانند حساب LCD است.

اگرچه این فناوری هنوز هم کوچک است ، اما چشم انداز جدیدی از آینده ای را ارائه می دهد که در آن زباله های کشاورزی و مواد طبیعی به منابع انرژی برای دستگاه های حیاتی تبدیل می شوند.

مکانیسم این ژنراتور چیست؟

این فناوری مدرن مبتنی بر پدیده ای به نام برداشت انرژی هیدروتیک است. هنگامی که آب از یک سطح تبخیر می شود ، یون های باردار برقی با آن حرکت می کنند. حرکت این یونها از طریق ساختار متخلخل پوست گردو باعث عدم تعادل الکتریکی می شود و در نتیجه برق ایجاد می کند.

Sand Al -Hussein ، دانشجوی دکترا در مهندسی مکانیکی و مکاترونیک در دانشگاه واترلو می گوید: “همه اینها تنها با یک قطره آب و استفاده از معماری پوست گردوی طبیعی ، بدون نیاز به خرد کردن ، خیس شدن یا پردازش پیچیده” اتفاق می افتد. ” “این یک نمونه ساده اما قدرتمند برای تبدیل زباله به انرژی تمیز با کمک طبیعت است.”

ایده اولیه این مطالعه از جایی آغاز شد که حسین پس از خوردن یک فندق ، پوست را در زیر میکروسکوپ الکترونی قرار داد. وی الگوی پیچیده ای را که در سیستم طبیعی پوسته برای آب و مواد مغذی یافت شد ، مشاهده کرد. این الگوی به او الهام بخش است تا از ساختار مشابهی در برداشت انرژی استفاده کند.

گردو ؛ بهترین گزینه در بین آجیل ها

تیم واترلو چهار نوع آجیل مختلف را آزمایش کرد تا مؤثرترین مواد را پیدا کند. نتیجه نشان داد که پوست گردو بهترین عملکرد را در تولید انرژی انجام می دهد.

برای افزایش راندمان ، ابتدا پوسته های گردو تمیز و پردازش شدند ، سپس جلا داده و به شکل های دقیقی برش داده شدند. هر واحد WEG شامل این پوسته فرآوری شده ، چند قطره آب ، الکترودها ، سیم و یک قاب چاپ سه بعدی است.

با اتصال چهار واحد WEG ، انرژی کافی برای روشن کردن حساب LCD ایجاد شد. این آزمایش نشان داد که این فناوری نه تنها نظری باقی می ماند ، بلکه می توان از آن نیز استفاده کرد.

برنامه های آینده ؛ از دستگاه های پوشیدنی تا تسکین

به گفته حسین ، این فناوری می تواند در منبع تغذیه دستگاه های کوچک ، به ویژه در مناطقی که دسترسی به برق یا باتری دشوار است ، انقلابی ایجاد کند.

تصور کنید:

• سنسورهای محیطی در جنگل های بدون باتری کار می کنند.
• تجهیزات IoT (IoT) فقط با رطوبت هوا فعال می شود.
• ابزارهای بهداشتی پوشیدنی انرژی خود را از عرق بدن در حین ورزش دریافت می کنند.
• تجهیزات فعال سازی در فاجعه فقط با قطرات باران قابل فعال شدن است.

قدم بعدی در محققان طراحی نسخه های پوشیدنی این ژنراتور است که می تواند انرژی را مستقیماً از عرق یا باران برداشت کند. آنها همچنین در حال بررسی برنامه هایی مانند سنسورهای نشت آب در ساختمانها هستند.

این گروه حتی چوب را به عنوان یک جایگزین آزمایش کرده است ، اما نتایج نشان می دهد که پوست گردو هنوز بهترین کار را انجام می دهد.

همکاری علمی

طبق IE ، این مطالعه تحت هدایت دو استاد ، دکتر نورمن ژو (استاد مکانیک و مکاترونیک) و دکتر Aipping Yu (استاد مهندسی شیمی) دانشگاه واترلو انجام شده است.

نوآوری دانشگاه واترلو نشان می دهد که حتی ضایعات مانند پوست گردو می توانند نقش مهمی در آینده داشته باشند. فناوری تولید کننده القایی آبی (WEG) با ترکیب معماری طبیعی گردو و تنها چند قطره آب توانسته است انرژی تمیز و عملی تولید کند.

اگرچه این فناوری هنوز در مراحل اولیه است و فقط توانسته است یک ماشین کوچک را روشن کند ، اما نوید آینده ای را می دهد که در آن دستگاه های پوشیدنی ، سنسورها و تجهیزات امدادی می توانند بدون وابستگی به باتری یا برق شهری کار کنند.

با توسعه و گسترش بیشتر این فناوری ، ممکن است روزی ببینیم که زباله های ساده کشاورزی یک منبع حیاتی برای برق تمیز و پایدار در سراسر جهان است.