قابل للارتداء مصنوع من ورق ويولد الكهرباء من الهواء
نيسان ـ نشر في 2024-11-07 الساعة 12:21
x
نيسان ـ كشف علماء جهازاً يمكن ارتداؤه مصنوع من الورق ويولد الكهرباء من الهواء، وفق جامعة بينغهامبتون، في نيويورك.
واكتسبت الأجهزة الإلكترونية القابلة للارتداء، وخاصة تلك المصممة للرعاية الصحية، شعبية كبيرة، ومع ذلك، لا يزال الباحثون يعملون على أفضل الطرق لتشغيلها، و تعد البطاريات التقليدية حاليًا الحل الأكثر شيوعًا، لكنها غالبًا ما تحتاج إلى مزيد من المرونة ولا تدوم إلا لفترة قصيرة مع الاستخدام المستمر.
وتوفر تقنيات نقل الطاقة اللاسلكية حلاً بديلاً، لكن هذه الأنظمة لها نطاق وقابلية نقل محدودة، و كحل لهذه المشكلة، قام الأستاذ في جامعة بينجهامبتون، سيوكهيون شون تشوي، والأستاذ المساعد أنور الحداد، وطالب الدكتوراه يانج ليكسي جاو، بتطوير طريقة جديدة لسحب الرطوبة من الهواء وتحويل تلك المياه إلى كهرباء، وفق موقع "إنترستينغ إنجينيرينغ".
واعتبر فريق بينجهامبتون، أن جهازهم القابل للارتداء المصنوع من الورق من شأنه أن يوفر ناتج طاقة مستدام وعالي الكفاءة من خلال التقاط الرطوبة، و قال تشوي: "ستستخدم الأجهزة الإلكترونية القابلة للارتداء تقنيات حصاد الطاقة في المستقبل، ولكن في الوقت الحالي، فإن التقنيات غير منتظمة للغاية في الوقت، وعشوائية في الموقع وغير فعالة في التحويل، كنت مهتمًا بهذا الموضوع لأن الرطوبة في الهواء منتشرة في كل مكان، وأدركت أن حصاد الطاقة من الرطوبة سهل للغاية".
وباستخدام المعرفة التي اكتسبها مختبر تشوي للبيوإلكترونيات والأنظمة الدقيقة حول البطاريات الحيوية على مدى السنوات الخمس عشرة الماضية، يستخدم المولد جراثيم بكتيرية كـ "مجموعة وظيفية" تكسر جزيئات الماء إلى أيونات موجبة وسالبة، وتمتص شعيرات الورق الجراثيم، مما يخلق تدرجًا مع وجود أيونات موجبة أكثر في الأعلى من الأسفل، ويؤدي هذا الخلل إلى شحنة كهربائية، كما إن إضافة طبقة من ورق جانوس طاردة للماء على جانب وجاذبة للماء على الجانب الآخر يعزز امتصاص الرطوبة.
وتجذب هذه الطبقة جزيئات الماء وتحافظ عليها داخل الجهاز حتى تتم معالجتها.
وتشمل التحسينات والتحسينات المحتملة زيادة إنتاج الطاقة، وتطوير طريقة لتخزين الطاقة، ودمجها مع تقنيات أخرى لحصاد الطاقة.
واكتسبت الأجهزة الإلكترونية القابلة للارتداء، وخاصة تلك المصممة للرعاية الصحية، شعبية كبيرة، ومع ذلك، لا يزال الباحثون يعملون على أفضل الطرق لتشغيلها، و تعد البطاريات التقليدية حاليًا الحل الأكثر شيوعًا، لكنها غالبًا ما تحتاج إلى مزيد من المرونة ولا تدوم إلا لفترة قصيرة مع الاستخدام المستمر.
وتوفر تقنيات نقل الطاقة اللاسلكية حلاً بديلاً، لكن هذه الأنظمة لها نطاق وقابلية نقل محدودة، و كحل لهذه المشكلة، قام الأستاذ في جامعة بينجهامبتون، سيوكهيون شون تشوي، والأستاذ المساعد أنور الحداد، وطالب الدكتوراه يانج ليكسي جاو، بتطوير طريقة جديدة لسحب الرطوبة من الهواء وتحويل تلك المياه إلى كهرباء، وفق موقع "إنترستينغ إنجينيرينغ".
واعتبر فريق بينجهامبتون، أن جهازهم القابل للارتداء المصنوع من الورق من شأنه أن يوفر ناتج طاقة مستدام وعالي الكفاءة من خلال التقاط الرطوبة، و قال تشوي: "ستستخدم الأجهزة الإلكترونية القابلة للارتداء تقنيات حصاد الطاقة في المستقبل، ولكن في الوقت الحالي، فإن التقنيات غير منتظمة للغاية في الوقت، وعشوائية في الموقع وغير فعالة في التحويل، كنت مهتمًا بهذا الموضوع لأن الرطوبة في الهواء منتشرة في كل مكان، وأدركت أن حصاد الطاقة من الرطوبة سهل للغاية".
وباستخدام المعرفة التي اكتسبها مختبر تشوي للبيوإلكترونيات والأنظمة الدقيقة حول البطاريات الحيوية على مدى السنوات الخمس عشرة الماضية، يستخدم المولد جراثيم بكتيرية كـ "مجموعة وظيفية" تكسر جزيئات الماء إلى أيونات موجبة وسالبة، وتمتص شعيرات الورق الجراثيم، مما يخلق تدرجًا مع وجود أيونات موجبة أكثر في الأعلى من الأسفل، ويؤدي هذا الخلل إلى شحنة كهربائية، كما إن إضافة طبقة من ورق جانوس طاردة للماء على جانب وجاذبة للماء على الجانب الآخر يعزز امتصاص الرطوبة.
وتجذب هذه الطبقة جزيئات الماء وتحافظ عليها داخل الجهاز حتى تتم معالجتها.
وتشمل التحسينات والتحسينات المحتملة زيادة إنتاج الطاقة، وتطوير طريقة لتخزين الطاقة، ودمجها مع تقنيات أخرى لحصاد الطاقة.
