حين تصبح حركة الإنسان مصدراً لشحن الأجهزة الإلكترونية
١٧ أبريل ٢٠١٧
نجح باحثون في صناعة أجهزة متناهية الصغر من الذهب والورق الرملي المغلف بالجرافيت لتوليد الكهرباء الاحتكاكية، وتعتمد فكرتها على تخزين الطاقة الحركية كتلك الناجمة عن تحريك الأقدام وتوظيفها في تشغيل الأجهزة الإلكترونية.
إعلان
بالرغم من التطور الكبير الذي حققته الأجهزة الإلكترونية المحمولة في الآونة الأخيرة، فإنها مازالت تعاني من مشكلة تؤرق المستخدمين، ألا وهي ضرورة توصيلها بمصدر ثابت للكهرباء من أجل شحنها. وأوردت دورية "إيه.سي.إس نانو" العلمية أن فريقاً من الباحثين طور جهازاً خفيف الوزن مصنوع من مواد ورقية، استوحيت فكرته من فن تقطيع الأوراق الصيني والياباني، يمكنه جمع وتخزين الطاقة من حركة الجسم.
وتتطلب الأجهزة الإلكترونية الصغيرة مثل الساعات وأجهزة قياس نبضات القلب وسماعات الأذن إلى قدر ضئيل من الطاقة، وعادة ما تحصل على هذه الطاقة من بطاريات تقليدية قابلة لإعادة الشحن. وأراد الباحثان تشونغ لين وانغ وتشينغو هو وفريقهما البحثي دراسة إمكانية توفير هذه الاحتياجات المحدودة من الطاقة من الطاقة الحركية لجسم المستخدم، ونجحا بعد سنوات من الدراسة في صناعة أجهزة متناهية الصغر لتوليد الكهرباء الاحتكاكية.
وتعتمد فكرة هذه التقنية على تخزين الطاقة الحركية من حولنا كالطاقة الناجمة عن تحريك الأقدام على سبيل المثال، وتوظيفها في تشغيل الأجهزة الإلكترونية. وبدلاً من وحدات توليد الطاقة الاحتكاكية المتوافرة حالياً والتي تتميز بثقل الوزن نظراً لأنها مصنوعة من ألياف الأكريليك، بالإضافة إلى أنها تستغرق ساعات طويلة في شحن الأجهزة الصغيرة، اعتمد فريق البحث على خامات خفيفة مربعة الشكل تشبه تصميمات الورق المقطع، وقاموا بتحويلها إلى وحدات لتوليد الطاقة.
وصنع فريق البحث الأجزاء الخارجية لوحدات توليد الطاقة الجديدة من الذهب والورق الرملي المغلف بالجرافيت، وهي تحتوي على مكثفات كهربائية قوية لتخزين الطاقة، أما الأجزاء الداخلية، فهي مصنوعة من الورق ومغلفة بالذهب وتحتوي على رقائق من مادة إيثيل البروبلين، حسبما أفاد الموقع الإلكتروني الأمريكي "ساينس ديلي" المعني بالأبحاث العلمية.
وتبين أثناء التجارب أنه من خلال تكرار الضغط على هذه الوحدات لعدة دقائق، من الممكن توليد قدر من الطاقة يصل إلى فولت واحد، هي كمية كافية لتشغيل جهاز تحكم عن بعد أو وحدة استشعار لقياس الحرارة أو ساعة يد.
ع.غ/ ط.أ (د ب أ)
أفكار خلاقة لمصادر بديلة للطاقة
يواجه العالم طلباً متزايداً على مصادر الطاقة. وتجري دول عديدة دراسات ومشاريع بحثاً عن مصادر بديلة للطاقة. ويأمل العلماء في الحصول على بدائل محتملة غير مستغلة حتى وإن بدت ضعيفة أو صعبة المنال في الوقت الحاضر.
صورة من: ponsulak/Fotolia
توجد أبحاث للاستفادة من الفضلات التي يطرحها الجسم البشري، من خلال جعلها مصدراً للطاقة. ورغم عدم تقبل البعض لهذه الفكرة نفسياً ربما، إلا أنها تعد وسيلة واعدة لتوظيف احتياجات البشر الفيزيولوجية والتخلص من هذه الفضلات وإيجاد مصدر بديل للطاقة.
صورة من: Imago
زراعة الطحالب الدقيقة يمكن أن تكون حلاً فعالاً لإنتاج الوقود البيولوجي، وبشكل مستدام، لكنها مازالت حتى الآن فكرة أولية، وتحتاج إلى مزيد من الأبحاث. ويفترض أن تقوم مزارع طحالب ضخمة بتحويل الطاقة الشمسية وثاني أكسيد الكربون إلى إيثانول حيوي.
صورة من: picture-alliance/dpa/MAXPPP
طورت الباحثة الجنوب إفريقية شارلوت سلينغسباي طريقة سهلة للاستفادة من طاقة الرياح. وتقوم هذه على مبدأ تركيب أشرطة خفيفة الوزن وتتحمل عصف الهواء القوي. ويمكن تثبيت هذه الأشرطة على البنى التحتية القائمة بتكلفة منخفضة.
صورة من: Charlotte Slingsby
يعد الخشب مصدراً رئيساً للطاقة في عدد من مناطق العالم، لكن غلاف جوز الهند وقشره فيمكن أن يكون بديلاً محتملاً في بلدان ككينيا وكمبوديا. وبالمقارنة مع الفحم الخشبي التقليدي فإن الجمر الناتج عن احتراق بقايا جوز الهند يستمر لمدة أطول، وهو أرخص نسبياً، ويحول دون قطع المزيد من أشجار الغابات.
صورة من: Imago/fotoimedia
تنتج مصانع تعليب الأسماك يومياً جبالاً من الفضلات، التي يمكن تسخيرها في إنتاج الطاقة. ولا يُستفاد من أطنان الدسم الموجود في أحشاء الأسماك وعظامها، وتأمل بعض الدراسات باستعماله في إنتاج وقود حيوي. وأجرت هندوراس والبرازيل وفيتنام تجارب لسنوات عديدة لاستخراج الطاقة من تلك المخلفات.
صورة من: AP
"شجرة الرياح" ابتكار فرنسي يحاكي الطبيعة لاستخراج الطاقة. ومبدع هذه الفكرة هو جيروم ميشو-لاريفيير، الذي استوحاها من أوراق الأشجار التي تحركها تيارات ضعيفة من الهواء. الهيكل يحاكي شجرة تحمل 72 مولداً صغيراً بدلاً عن الأوراق الطبيعية وينتج طاقة كهربائية تكفي لإنارة 15 مصباحاً أو شحن سيارة كهربائية أو إنارة منزل صغير.
صورة من: NewWind
تصور أنك تحصل على الطاقة بكل خطوة قدم تقوم بها. وفي الحقيقة فإن بناء الأرضيات الذكية في قاعات الرقص وملاعب الكرة ومحطات قطارات الأنفاق يقوم على أساس هذه الفكرة، حيث يمكن للطاقة الناتجة عن السير عليها أن تعطي إضاءة بجهد منخفض أو أن تشحن أدوات كهربائية.
صورة من: Daan Roosegaarde
زيت الزيتون جزء أساسي من غذاء كثير من الشعوب، وخاصة في الدول المطلة على البحر المتوسط. وينتج عن عملية الحصول على الزيت أربعة أضعاف وزنه من ثفل الزيتون، وهو ما تعمل بعض المشاريع على تحويله إلى طاقة كهربائية وحرارة.
صورة من: Fotolia/hiphoto39
يمثل انقطاع التيار الكهربائي واقعاً يومياً في عدد من الدول النامية، ما يدفع إلى البحث عن بدائل فعالة. وترى بعض الحلول البديلة أن بقايا المحاصيل خيارٌ جيد، وكمثال فإن حرق أغصان وأوراق نبات الخردل يمكن أن يزود آلاف المساكن الريفية بالطاقة الكهربائية، كما أن الرماد المتبقي يستعمل كسماد للتربة.
صورة من: DW
لا تخلق الشمس سراباً لامعاً على الطرق وحسب، بل وتعطي الطاقة أيضاً. في هولندا هناك طريق دراجات، تغطي 70 متراً منه ألواح للطاقة الشمسية. وتخطط فرنسا لمدّ 1000 كيلومتر من ألواح الطاقة الشمسية على طرقات مصممة لهذا الغرض في السنوات الخمس المقبلة.