دانشمندان راه هوشمندانه‌ای برای تولید انرژی با استفاده از دانه‌های پلاستیکی کوچک کشف کرده‌اند
یک تیم بین‌المللی از پژوهشگران روش جدیدی برای تولید برق با استفاده از دانه‌های پلاستیکی کوچک کشف کرده‌اند. با قرار دادن این دانه‌ها در کنار یکدیگر و ایجاد تماس بین آنها، مقدار برق بیشتری نسبت به حالت عادی تولید می‌شود. این فرآیند که به عنوان “تریبوالکتریک” (triboelectrification) شناخته می‌شود، مشابه الکتریسیته ساکنی است که هنگام مالش یک بادکنک به موها ایجاد می‌شود.
” نانوژنراتورهای تریبوالکتریک” (TENGs) از طریق اصطکاک بین مواد مختلف برق تولید می‌کنند. معمولاً این اتفاق زمانی رخ می‌دهد که دو ماده متفاوت در مقابل یکدیگر حرکت کنند. تحقیقات جدید نشان می‌دهد که وقتی یک سطح متشکل از دانه‌های کوچک و فشرده با سطح دیگری که حاوی دانه‌های مشابه است تماس پیدا می‌کند، برخی از دانه‌ها بار مثبت و برخی دیگر بار منفی به دست می‌آورند. هرچه انتقال این بارهای الکتریکی به‌طور کارآمدتری انجام شود، برق بیشتری تولید می‌شود.
آزمایش‌ها با انواع مختلف دانه‌ها نشان می‌دهد که اندازه و جنس مواد نقش مهمی ایفا می‌کنند. دانه‌های بزرگ‌تر تمایل دارند بار منفی به دست آورند، در حالی که دانه‌های کوچک‌تر بیشتر احتمال دارد بار مثبت کسب کنند. بیشترین اثر در دانه‌های ساخته‌شده از “ملامین-فرمالدهید” (MF) مشاهده شده است.
این ماده از کشسانی (الاستیسیته) پایینی برخوردار است، به این معنی که انعطاف‌پذیری کمتری دارد و در نگهداری و انتقال بار الکتریکی عملکرد بهتری نشان می‌دهد. علاوه بر این، استفاده از دانه‌ها یک جایگزین مقرون‌به‌صرفه برای فناوری‌های گران‌قیمتی است که معمولاً در “نانوژنراتورهای نانوتریبوالکتریک” (TENGs) برای بهبود عملکرد استفاده می‌شوند. همچنین، تولید خشک ذرات، این فرآیند را پایدارتر می‌کند، زیرا نیاز به استفاده از حلال‌ها را از بین می‌برد.
پیشرفت‌ها در زمینه “تریبوالکتریک” می‌تواند امکان توسعه کاربردهای جدید برای جمع‌آوری انرژی بدون نیاز به باتری یا پریز برق را فراهم کند. لباس‌های هوشمندی که از حرکت انرژی تولید می‌کنند یا دستگاه‌های کوچکی که بدون نیاز به شارژ، خود را تأمین انرژی می‌کنند، اکنون به امکان واقعی‌تری تبدیل شده‌اند. فناوری‌های پوشیدنی و راه‌حل‌های انرژی پایدار می‌توانند از این اصل بهره‌مند شوند.
دکتر “ایگناس جیمیدار” از دانشگاه “VUB” و نویسنده اصلی این مطالعه توضیح می‌دهد: “تحقیقات ما نشان می‌دهد که تغییرات کوچک در انتخاب مواد می‌تواند به بهبودهای چشمگیری در بازده تولید انرژی منجر شود. این امر، امکان‌های جدیدی را برای “نانوژنراتورهای تریبوالکتریک” در زندگی روزمره، بدون وابستگی به منابع سنتی انرژی، فراهم می‌کند.”
با وجود نتایج امیدوارکننده، گام‌های بیشتری برای ادغام این فناوری در محصولات واقعی لازم است. بهبود بازده و قابلیت اطمینان، کلیدی برای امکان‌پذیر شدن کاربردهای گسترده خواهد بود. تحقیقات در زمینه مواد و ساختارها همچنان فرصت‌های جدیدی برای تولید و استفاده از انرژی آشکار می‌کند.
نویسنده خبر : مهدیه رنجبر
منبع :
بدون دیدگاه