توسط : محققان دستگاهی ارزان‌قیمت ساخته‌اند که با استفاده از پوسته گردو و چند قطره آب، برق کافی برای روشن کردن یک ماشین‌حساب را تولید می‌کند!
پژوهشگران دانشگاه واترلو موفق شده‌اند با استفاده از پوسته گردو و قطرات آب، برق سبز تولید کنند. این دستگاه کوچک که به‌اندازه یک سکه است و «ژنراتور الکتریکی القایی آبی» (WEG) نام دارد، انرژی الکتریکی را از فرایند تبخیر آب در شبکه پیچیده منافذ موجود در ساختار طبیعی پوسته گردو تولید می‌کند.
«نازمول حسین»، دانشجوی دکتری مهندسی مکانیک و مکاترونیک در دانشگاه واترلو توضیح می‌دهد: «این فرایند تنها با یک قطره آب و معماری طبیعی پوسته گردو رخ می‌دهد؛ بدون نیاز به خرد کردن، خیساندن یا پردازش‌های پیچیده. این نمونه‌ای ساده اما قدرتمند از تبدیل ضایعات به انرژی پاک با استفاده از توانایی‌های ذاتی طبیعت است.»
تولید برق با پوسته گردو
این فناوری که نوعی برداشت انرژی هیدروولتائیک محسوب می‌شود، براساس فرایند حرکت آب درحال تبخیر از میان ساختار متخلخل پوسته مغزها کار می‌کند. هنگامی که آب از منافذ عبور می‌کند، یون‌های باردار را جابه‌جا می‌کند و این یون‌ها با سطح پوسته‌ها برهم‌کنش کرده و نوعی عدم تعادل بار ایجاد می‌کنند که درنهایت به تولید برق منجر می‌شود.
ایده این دستگاه از تصمیمی اتفاقی گرفته شده است؛ نازمول حسین تصمیم گرفت پوسته یک فندق را زیر میکروسکوپ الکترونی از نزدیک بررسی کند. او ساختار پیچیده‌ای که مشاهده کرد به نظرش بستری ایده‌آل برای برداشت انرژی بود: سیستمی طبیعی و بسیار پیچیده از کانال‌ها و منافذ که بخشی از سیستم داخلی مغز برای انتقال آب و مواد مغذی جهت رشد بود.
آزمایش روی چهار نوع مغز نشان داد که گردو بیشترین پتانسیل را برای تولید انرژی دارد. در ادامه، محققان پوسته گردو را برای این هدف بهینه‌سازی کردند؛ به این صورت که آن را پاک‌سازی کرده و سپس به اشکال دقیق برش دادند.
با اتصال چهار واحد WEG که هرکدام از پوسته گردو، قطرات آب، الکترودها، سیم‌ها و یک محفظه سه‌بعدی چاپ‌شده تشکیل شده بودند، تیم دانشگاه واترلو توانست برق کافی برای راه‌اندازی یک ماشین‌حساب LCD تولید کند.
حسین دراین‌باره گفت: «این فناوری می‌تواند نقطه عطفی در تأمین انرژی برای دستگاه‌های الکترونیکی کوچک باشد؛ به‌ویژه در مناطق دورافتاده یا خارج از شبکه برق. تصور کنید حسگرهای زیست‌محیطی برای پایش جنگل‌ها، تجهیزات اینترنت اشیا و ابزارهای پوشیدنی پزشکی یا حتی تجهیزات امداد در بلایا ــ همه با قطرات ریز آب موجود در هوا کار کنند.»
محققان اکنون درحال توسعه نسخه‌های پوشیدنی WEG هستند که بتوانند انرژی را از عرق بدن یا باران برداشت کنند. همچنین روی کاربردهای عملی این فناوری، مانند تأمین انرژی حسگرهای تشخیص نشت آب، کار می‌کنند. علاوه‌براین، آن‌ها آزمایش‌هایی برای استفاده از چوب به‌جای پوسته مغزها نیز انجام داده‌اند.
نتایج این تحقیق با عنوان «برداشت انرژی هیدروولتائیک از پوسته مغزها» اخیراً در نشریه Energy & Environmental Materials منتشر شده است.
نوآوری جسورانه در تولید انرژی: تبدیل بیوگاز حاصل از مدفوع گاو به سوخت جت!
