بوابة اوكرانيا – كييف 6 نوفمبر 2024 – طور باحثون في جامعة بينغهامتون في نيويورك طريقة جديدة لاستخراج الرطوبة من الهواء وتحويلها إلى كهرباء .
وعلى وجه التحديد، وصف الفريق جهازهم الورقي الذي يمكن ارتداؤه والذي من شأنه أن يوفر خرج طاقة ثابتًا وعالي الكفاءة عن طريق محاصرة الرطوبة.
“وسوف تستخدم الإلكترونيات المحمولة تقنيات تجميع الطاقة في المستقبل، ولكن في الوقت الحالي هذه التقنيات غير منتظمة للغاية من حيث التوقيت، وعشوائية في الموقع، وغير فعالة في التحويل. لقد أصبحت مهتمًا بهذا الموضوع لأن الرطوبة في الهواء لدينا موجودة في كل مكان، وأدركت ذلك وأوضح سيوهيون “شون” تشوي، الأستاذ بجامعة بينجهامتون، أن “حصاد الطاقة من الرطوبة أمر بسيط للغاية”.
وبفضل المعرفة التي اكتسبها مختبر تشوي للإلكترونيات الحيوية والأنظمة الدقيقة حول البطاريات الحيوية على مدار الخمسة عشر عامًا الماضية، يستخدم المولد الجراثيم البكتيرية باعتبارها “مجموعة وظيفية” تعمل على تقسيم جزيئات الماء إلى أيونات موجبة وسالبة.
“وتمتص الشعيرات الدموية للورق الجراثيم، مما يخلق تدرجًا يحتوي على أيونات موجبة أكثر في الأعلى منها في الأسفل. يؤدي هذا الخلل إلى خلق شحنة كهربائية. إن إضافة طبقة من ورق يانوس، كارهة للماء من جانب ومحبة للماء من الجانب الآخر، تعمل على تحسين امتصاص الرطوبة. وأوضحت شركة “إنجينيرينج” أن هذه الطبقة تجذب جزيئات الماء وتبقيها داخل الجهاز حتى تتم معالجتها.
ويهدف هذا البحث إلى إنشاء أجهزة مصنوعة بالكامل من الورق، وتكون مرنة وسهلة الارتداء وقابلة للتطوير ويمكن التخلص منها بطريقة صديقة للبيئة.
وعلى وجه الخصوص، يعتقد تشوي أن مثل هذا المولد الكهربائي الرطب يعتبر ثوريًا بالنسبة لأجهزة الاستشعار منخفضة الطاقة، أو توصيل الأدوية، أو التحفيز الكهربائي.
“وحجم جهاز واحد كبير جدًا بالنسبة لي. أنا من أنصار MEMS! من خلال جعل كل كتلة أصغر وربط المزيد من العناصر في منطقة أصغر، يمكننا زيادة كثافة الطاقة بشكل كبير. بالإضافة إلى ذلك، نظرًا لأننا نستخدم الورق، وأضاف: “يمكننا تجربة الكثير من الأفكار الأخرى، بما في ذلك تقنيات الأوريجامي”.
وفي الوقت الذي يقوم فيه باحثون آخرون بتطوير أجهزة يمكن ارتداؤها لفترات طويلة من الزمن، يعتقد تشوي أنه بحاجة إلى الذهاب في اتجاه مختلف والتركيز على الأجهزة التي يمكن التخلص منها والتي لن تلوث البيئة بالنفايات الإلكترونية.
ويقول تشوي: “لا أريد أن أرتدي شيئًا ما طوال اليوم لمدة أربعة أشهر. أريد أن أستخدمه لفترة قصيرة ثم أرميه بعيدًا – ومن هذا المنطلق فإن الورق هو الأفضل”.