تولید برق از پوست گردو و آب: دستاورد جدید محققان کانادایی

ژنراتور الکتریکی القایی آبی (WEG): فناوری نوین

این دستگاه که ژنراتور الکتریکی القایی آبی (WEG) نام دارد، با بهره‌گیری از ساختار طبیعی و منحصر به فرد پوسته گردو، برق تولید می‌کند. پوسته گردو مملو از منافذ ریز و به هم پیوسته‌ای است که نقش کلیدی در این فرآیند ایفا می‌کنند.

چگونگی تولید برق

• هنگامی که یک قطره آب از این منافذ تبخیر می‌شود، یک واکنش زنجیره‌ای جذاب آغاز می‌گردد.
• آب در حال حرکت، ذرات باردار الکتریکی موسوم به یون‌ها را از طریق منافذ حمل می‌کند.
• این یون‌ها با سطوح داخلی پوسته تعامل کرده و عدم تعادل بار الکتریکی ایجاد می‌کنند.
• این عدم تعادل سپس جذب شده و به عنوان برق مورد استفاده قرار می‌گیرد.

جرقه یک ایده اتفاقی

ایده اولیه این دستگاه از یک کشف اتفاقی نشأت گرفت. نازمول حسین، دانشجوی دکتری مهندسی مکانیک و مکاترونیک در دانشگاه واترلو، تصمیم گرفت پوسته یک فندق را زیر میکروسکوپ الکترونی بررسی کند. آنچه او مشاهده کرد، یک سیستم طبیعی و بسیار پیچیده از کانال‌ها و منافذ بود که به طور طبیعی برای انتقال آب و مواد مغذی طراحی شده‌اند. از نظر حسین، این ساختار طبیعی، معماری کاملی برای برداشت انرژی به شمار می‌رفت.

آزمایش و بهینه‌سازی

گروه پژوهشی حسین چهار نوع مختلف پوسته آجیل را مورد آزمایش قرار داد و دریافت که پوسته گردو بهترین عملکرد را در تولید برق دارد. محققان پوسته‌ها را با دقت تمیز، صیقل و شکل دادند و سپس الکترودها، سیم‌ها، قطرات آب و یک محفظه چاپ سه‌بعدی را برای تکمیل دستگاه اضافه کردند.

کاربردهای آینده و پتانسیل عظیم

هر واحد ژنراتور الکتریکی القایی آبی، مقدار کمی برق تولید می‌کند. اما با اتصال چهار واحد به یکدیگر، برق کافی برای راه‌اندازی یک ماشین‌حساب LCD فراهم شد. اگرچه این میزان برق در مقایسه با یک نیروگاه ناچیز به نظر می‌رسد، اما پیامدهای آن بسیار 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، تغذیه کند.

نازمول حسین اظهار داشت: «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 می‌کنند یا ابزارهای امدادرسانی در بلایای طبیعی که فقط با قطرات ریز آب از هوا کار می‌کنند.»

تحقیقات آتی و چشم‌انداز جهانی

در حال حاضر، گروه پژوهشی واترلو به دنبال کاربردهای جدید این دستگاه است. آن‌ها در حال آزمایش ژنراتورهای الکتریکی القایی آبی پوشیدنی هستند که می‌توانند انرژی را از عرق یا باران جمع‌آوری کنند. همچنین، در حال بررسی این موضوع 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 شایانی کند.