توليد الكهرباء من الظلال
ابتكر فريق من العلماء جهاز جديد اسمه Shadow Effect Energy Generator SEG، عبارة عن جهاز نموذجي حقيقي، يمكن أن يساعد في تغيير طريقة توليد الطاقة المتجددة.
يستخدم SEG التباين بين الظلام والضوء لإنتاج الكهرباء، ويتكون من سلسلة من شرائح رقيقة من الذهب والسيليكون، فوق قاعدة بلاستيكية مرنة، بحسب موقع "sciencealert" التقني المتخصص.
في حين أن الظلال عادة ما تكون مشكلة لإنتاج الطاقة الشمسية المتجددة، فهنا يتم تسخيرها في الواقع للحفاظ على توليد الطاقة، والتكنولوجيا الجديدة، التي تعتبر أرخص في الإنتاج من الخلايا الشمسية النموذجية، تنتج كميات صغيرة من الطاقة ويمكن استخدامها في الأدوات المحمولة على سبيل المثال.
قال عالم المواد تان سوي تشينج من جامعة سنغافورة الوطنية "الظلال موجودة في كل مكان، وفي التطبيقات الكهروضوئية التقليدية أو الإلكترونيات الضوئية حيث يتم استخدام مصدر ثابت للضوء لتشغيل الأجهزة، فإن وجود الظلال أمر غير مرغوب فيه، لأنه يقلل من أداء الأجهزة".
وتابع "ولكن في ابتكارنا الجديد، استفدنا من تباين الإضاءة الناجم عن الظلال كمصدر غير مباشر للطاقة، إذ يؤدي التباين في الإضاءة إلى فرق في الجهد بين الظل والأقسام المضيئة، مما ينتج عنه تيار كهربائي، وهذا المفهوم الجديد لحصاد الطاقة في وجود الظلال غير مسبوق".
اكتشف الفريق أن هذا التباين بين الظل والضوء هو ما يجعل جهاز SEG فعالًا حقًا: في ظل الظلال المتغيرة، يكون Shadow-Effect Energy Generator أكثر فعالية مرتين من الخلايا الشمسية التقليدية في ظل نفس الظروف.
عندما يكون SEG في الظل تمامًا، أو في الضوء تماما(عندما تكون الفولتية عبر الشرائط كلها متشابهة)، فإنها تنتج كمية منخفضة جدًا من الكهرباء، أو لا شيء على الإطلاق، وأظهر الفريق أنه بظلال عابرة، سببها الغيوم مثلا، أو ببساطة حركة الشمس، فإن الجهاز قادر على توليد طاقة كافية (1.2 فولت) لتشغيل ساعة رقمية، ويمكن تعزيز ذلك في المستقبل أيضًا.
وأشار أندرو إلى أن "اكتشفنا أيضًا أن المساحة السطحية المثلى لتوليد الكهرباء هي عندما يضيء نصف خلية SEG والنصف الآخر في الظل، حيث يوفر هذا مساحة كافية لتوليد الشحن وجمعه على التوالي".
يعمل SEG أيضًا كمستشعر لتسجيل حركة الأشياء المارة، إذ يمكنه تسجيل الظلال التي تمر فوقه، ويمكن أن يكون لهذا العديد من التطبيقات في الأجهزة المنزلية الذكية المتصلة، على سبيل المثال، يمكن استخدامه لإنشاء أجهزة استشعار ذاتية التشغيل.
ومع ذلك، لا يزال هناك الكثير من العمل الذي يتعين القيام به، إذ يريد الباحثون الآن محاولة خفض تكلفة SEG الخاصة بهم، ربما عن طريق استبدال الذهب بمواد مختلفة، كما يمكن تكييفه للاستخدام القابل للارتداء أكثر في المستقبل.
وكتب الباحثون في بحثهم المنشور في مجلة Energy & Environmental Science: "بفضل كفاءتها من حيث التكلفة والبساطة والاستقرار، توفر SEG بنية واعدة لتوليد الطاقة من الظروف المحيطة وتشغيل الإلكترونيات".
تعليقات الفيسبوك