به گزارش گروه دانشگاه خبرگزاری دانشجو. تلاش برای دستیابی به انرژی‌های تجدیدپذیر، دانشمندان را به بررسی منابعی سوق داده است که زمانی بی‌فایده تصور می‌شدند. از زباله‌های غذایی گرفته تا الیاف گیاهی، محققان در جستجوی انرژی پایدار، به مواد دور ریخته شده طبیعت نگاه می‌کنند.
چالش، یافتن راه‌حل‌هایی است که نه تنها سبز باشند، بلکه به اندازه کافی ساده و ارزان باشند که در شرایط دنیای واقعی نیز قابل استفاده باشند.
یک تیم در کانادا معتقد است که چنین راه حلی را در چیزی که اکثر مردم در سطل زباله می‌اندازند، پیدا کرده است: پوست گردو.
محققان دانشگاه واترلو دستگاهی ساخته‌اند که می‌تواند این ضایعات کشاورزی را به برق پاک تبدیل کند و تنها با قطرات آب کار کند.
این اختراع که به اندازه یک سکه است و ژنراتور الکتریکی القایی آبی (WEG) نام دارد، قادر است انرژی کافی برای راه‌اندازی دستگاه‌های کوچکی مانند ماشین‌حساب‌ها را تولید کند.
اگرچه این فناوری امروزه در مقیاس کوچک است، اما به روشی جدید برای تولید برق برای وسایل الکترونیکی در مناطقی که باتری یا برق سیمی غیرعملی است، اشاره دارد.
مهار تبخیر برای تولید انرژی
WEG از میدانی به نام برداشت انرژی هیدروولتائیک بهره می‌برد. وقتی آب از یک سطح تبخیر می‌شود، یون‌های باردار الکتریکی را با خود حمل می‌کند.
حرکت این یون‌ها در سراسر ساختار متخلخل پوست گردو، عدم تعادل الکتریکی ایجاد می‌کند که به نوبه خود باعث تولید برق می‌شود.
نظم‌الحسین، دانشجوی دکترای مهندسی مکانیک و مکاترونیک دانشگاه واترلو، گفت: «همه اینها تنها با یک قطره آب و معماری طبیعی پوسته اتفاق می‌افتد، بدون نیاز به خرد کردن، خیساندن یا پردازش پیچیده. این یک نمونه ساده، اما قدرتمند از تبدیل زباله به انرژی پاک با استفاده از قدرت خود طبیعت است.»
حسین اولین بار پس از خوردن یک فندق و قرار دادن پوسته آن زیر میکروسکوپ الکترونی کنجکاو شد.
الگوی پیچیده‌ای که او دید، بخشی از سیستم طبیعی این مهره برای انتقال آب و مواد مغذی، به نظرش کاملاً مناسب برای برداشت انرژی آمد.
گردو بهترین نتایج را نشان می‌دهد
تیم واترلو چهار نوع مختلف پوسته آجیل را آزمایش کرد. گردو موثرترین نوع برای تولید انرژی بود. برای بهبود عملکرد، پوسته‌ها تمیز، فرآوری، صیقل داده شده و به شکل‌های دقیقی بریده شدند.
هر واحد از WEG شامل پوسته گردوی فرآوری شده، قطرات آب، الکترودها، سیم‌ها و یک قاب چاپ سه‌بعدی است.
اتصال چهار عدد از این واحد‌ها انرژی کافی برای راه‌اندازی یک ماشین‌حساب LCD تولید کرد که عملی بودن این طرح را اثبات می‌کرد.
حسین گفت: «این فناوری می‌تواند برای تأمین انرژی دستگاه‌های الکترونیکی کوچک، به‌ویژه در مناطق دورافتاده یا خارج از شبکه برق، انقلابی ایجاد کند. تصور کنید حسگر‌های محیطی، جنگل‌ها، اینترنت اشیا و دستگاه‌های پوشیدنی سلامت و تجهیزات امدادرسانی در بلایا را رصد می‌کنند - همه اینها با قطرات ریز آب از هوا کار می‌کنند.»
گام بعدی این تحقیق، پوشیدنی کردن این دستگاه است. این تیم در حال آزمایش طرح‌هایی است که می‌توانند انرژی را از عرق در حین ورزش یا از قطرات باران در محیط‌های بیرونی جمع‌آوری کنند.
آنها همچنین در حال بررسی کاربرد‌های عملی مانند حسگر‌های نشت آب در ساختمان‌ها هستند.
این گروه چوب را به عنوان یک ماده جایگزین آزمایش کرده است، اما پوسته گردو همچنان قوی‌ترین نتایج را نشان می‌دهد.
کار حسین تحت راهنمایی دکتر نورمن ژو، استاد مهندسی مکانیک و مکاترونیک، و دکتر آیپینگ یو، استاد مهندسی شیمی، انجام شده است.
این مطالعه در مجله Energy & Environmental Materials منتشر شده است.