قد يساعد الجري صباحا على شحن أجهزتك الإلكترونية.. ما القصة؟

قد يساعدك الجري في الصباح الباكر، قريبا، في توليد ما يكفي من الكهرباء لتشغيل أجهزتك الإلكترونية القابلة للارتداء، وذلك بفضل تقنية نانوية جديدة تم تطويرها في جامعة صري، في بريطانيا، حسب تقرير نشره موقع "techxplore" وترجمته "عربي21".

وطور معهد التكنولوجيا المتقدمة في صري ببريطانيا (ATI) مولدات نانوية مرنة عالية الكفاءة لتوليد الطاقة، التي تظهر زيادة في كثافة الطاقة بمقدار 140 ضعفا عند مقارنتها بمولدات النانو التقليدية.

يعتقد باحثو معهد التكنولوجيا المتقدمة، أن هذا التطور قد يمهد الطريق لأجهزة نانوية فعّالة مثل الخلايا الشمسية اليوم، وفقا للتقرير.

وتم نشر النتائج في مجلة "Nano Energy". 

يمكن للأجهزة التي طورها ATI تحويل كميات صغيرة من الطاقة الميكانيكية اليومية، مثل الحركة، إلى كمية أعلى بكثير من الطاقة الكهربائية، على غرار الطريقة التي يعزز بها مكبر الصوت الصوت في نظام إلكتروني. على سبيل المثال، إذا أنتج مولد نانوي تقليدي 10 ملي واط من الطاقة، فإن هذه التقنية الجديدة يمكن أن تزيد هذا الناتج إلى أكثر من 1000 ملي واط، ما يجعله مناسبا لحصاد الطاقة في تطبيقات يومية مختلفة. 

ويعمل مولد النانو من ATI مثل فريق العدو التتابعي - بدلا من قطب كهربائي واحد (العداء) يمرر الطاقة (الشحنة) بمفرده. يجمع كل عداء عصا (شحنة) ويضيف المزيد، ثم يمرر جميع العصي (الشحنات) إلى العداء التالي، ما يعزز الطاقة الإجمالية التي يتم جمعها في عملية تسمى تأثير تجديد الشحنة. 

قال المؤلف الرئيسي للدراسة من جامعة صري، محمد ديلوار حسين؛ "إن حلم المولدات النانوية هو التقاط واستخدام الطاقة من الحركات اليومية، مثل الجري الصباحي، والاهتزازات الميكانيكية، والأمواج المحيطة أو فتح الباب. إن الابتكار الرئيسي في مولد النانو الخاص بنا، هو أننا قمنا بضبط التكنولوجيا بدقة باستخدام 34 مجمعا صغيرا للطاقة، باستخدام تقنية الليزر التي يمكن توسيع نطاقها للتصنيع لزيادة كفاءة الطاقة بشكل أكبر". 

وأضاف أن "الأمر المثير حقا، هو أن جهازنا الصغير ذو كثافة حصاد الطاقة العالية، يمكن أن ينافس يوما ما قوة الألواح الشمسية، ويمكن استخدامه لتشغيل أي شيء من أجهزة الاستشعار ذاتية التشغيل إلى أنظمة المنزل الذكي، التي تعمل دون الحاجة إلى تغيير البطارية على الإطلاق". 

الجهاز عبارة عن مولد نانوي كهربائي احتكاكي (TENG) -وهو جهاز يمكنه التقاط وتحويل الطاقة من الحركات اليومية البسيطة إلى كهرباء. تعمل هذه الأجهزة باستخدام مواد تصبح مشحونة كهربائيا عند ملامستها ثم تنفصل-، على غرار ما يحدث عندما تفرك بالونا على شعرك، ويلتصق بسبب الكهرباء الساكنة. 

قال الدكتور بهسكار دوديم، المؤلف المشارك للدراسة من جامعة صري: "سنقوم قريبا بإطلاق شركة تركز على أجهزة استشعار الرعاية الصحية ذاتية التشغيل وغير الجراحية، باستخدام تقنية الاحتكاك الكهربائي. ستمكننا مثل هذه الابتكارات، من قيادة أنشطة جديدة في مجال التكنولوجيا الصحية المستدامة، وتحسين الحساسية، وتأكيد قابلية التوسع الصناعي". 

وقال البروفيسور رافي سيلفا، المؤلف المشارك للدراسة ومدير معهد التكنولوجيا المتقدمة في جامعة صري: "مع التكنولوجيا المتزايدة باستمرار من حولنا، من المتوقع أن يكون لدينا أكثر من 50 مليار جهاز إنترنت الأشياء (IoT) في السنوات القليلة القادمة، التي ستحتاج إلى الطاقة لتشغيلها". 

"نحن بحاجة إلى حلول الطاقة الخضراء المحلية، وقد تكون هذه تقنية لاسلكية ملائمة تستغل الطاقة من أي حركات ميكانيكية لتشغيل الأجهزة الصغيرة. إنها توفر فرصة للمجتمع العلمي والهندسي لإيجاد حلول مبتكرة ومستدامة للتحديات العالمية". 

"نحن متحمسون للغاية لإمكانية هذه المولدات النانوية لتغيير طريقة تفكيرنا في الطاقة. يمكنك أيضا تخيل استخدام هذه الأجهزة في أنظمة ذكية ذاتية التشغيل، تعتمد على إنترنت الأشياء مثل العمليات اللاسلكية المستقلة ومراقبة الأمان وأنظمة المنزل الذكي، أو حتى لدعم مرضى الخرف، وهو المجال الذي تتمتع فيه جامعة صري بخبرة كبيرة".