أكثر من 100 عالم يضعون “خريطة طريق” لتحويل الطاقة المهدرة إلى توليد طاقة خضراء
جمع الطاقة من الضوء المحيط والاهتزازات وموجات التردد الراديوي تحد كبير لكثافة طاقتها المحدودة
مع تزايد الطلب العالمي على الطاقة والتحديات التي يفرضها تغير المناخ، أصبح من الملح أكثر من أي وقت مضى توليد طاقة خضراء للحفاظ على كوكبنا واستدامة التنمية البشرية،
قاد الأستاذ في جامعة سيمون فريزر، فينسينزو بيكونيا فريقًا من أكثر من 100 عالم معترف بهم دوليًا في وضع “خارطة طريق” شاملة لتوجيه الجهود العالمية لتحويل الطاقة المهدرة إلى طاقة نظيفة.
يقول، فينسينزو بيكونيا، الذي يقود مجموعة أبحاث الإلكترونيات الضوئية المستدامة، “تمثل مواد حصاد الطاقة فرصة واعدة لتوليد الكهرباء النظيفة، مما يؤدي في النهاية إلى تعزيز كفاءة الطاقة في حياتنا اليومية ودعم جهودنا لمكافحة تغير المناخ تتمتع هذه المواد بالقدرة على تحويل الطاقة المحيطة من مصادر مختلفة بما في ذلك الضوء والحرارة وموجات التردد الراديوي مثل تلك الواردة من إشارات Wi-Fi والجوّال والاهتزازات الميكانيكية ”
لتحقيق الإمكانات الكاملة لتكنولوجيا حصاد الطاقة، نشر بيكونيا و116 خبيرًا رائدًا من جميع أنحاء العالم خارطة الطريق الخاصة بهم حول مواد حصاد الطاقة في مجلة الفيزياء .
استراتيجيات للبحوث المستقبلية
تجمع خارطة الطريق وجهات نظر الخبراء حول أنواع مختلفة من حصاد الطاقة والتطورات والتحديات الأخيرة؛ ويحلل أيضًا مقاييس الأداء الرئيسية لهذه التقنيات فيما يتعلق بحدود تحويل الطاقة النهائية.
بناءً على هذه الأفكار، فإنه يحدد استراتيجيات للبحوث المستقبلية لتسخير إمكانات مواد حصاد الطاقة بشكل كامل.
يقول بيكونيا، المؤلف الرئيسي، “خارطة الطريق هذه هي نتيجة مسعى غير مسبوق، وهي المرة الأولى التي تعمل فيها شبكة دولية كبيرة ومتنوعة من خبراء حصاد الطاقة- من أمريكا وآسيا وأوروبا – معًا لرسم مسار للنهوض بهذه التقنيات نحو التكامل السلس في الأشياء والبيئات اليومية .
إنترنت الأشياء
تتطور الأنظمة الذكية بسرعة، مما يجعل المنازل الذكية والمدن الذكية والتصنيع الذكي والرعاية الصحية الذكية قابلة للتحقيق، يتم تضمين المستشعرات والأنظمة في حياتنا اليومية من خلال أجهزة مثل الهواتف الذكية، وأجهزة تتبع اللياقة البدنية،
وتقنيات مساعد المنزل الذكي، كل هذه الأشياء تعمل كجزء من شبكة واسعة، تُعرف باسم إنترنت الأشياء (IoT) ، والتي تتواصل وتتبادل البيانات باستمرار.
يوضح بيكونيا قائلاً: “تتضمن المنطقة ذات الإمكانات الهائلة استخدام حصادات الطاقة المحيطة لتوفير الطاقة المستدامة لمليارات عقد الاستشعار التي يتم نشرها لإنترنت الأشياء”.
ويضيف “من خلال توفير بديل صديق للبيئة للبطاريات (التي تواجه ندرة المواد والسمية وقضايا النفايات)، يمكن لحصادات الطاقة تشغيل مستشعرات إنترنت الأشياء بشكل مستدام”.
التقاط الطاقة بكفاءة وتحويلها إلى كهرباء
قدمت مجموعة الأبحاث في Pecunia مساهمات كبيرة في هذا المجال، حيث قادت توليد الكهرباء النظيفة من الضوء الداخلي باستخدام أشباه الموصلات القابلة للطباعة، وتكاملها مع الإلكترونيات المطبوعة نحو مستشعرات إنترنت الأشياء صديقة البيئة.
يمثل جمع الطاقة من الضوء المحيط والاهتزازات وموجات التردد الراديوي تحديًا نظرًا لكثافة طاقتها المحدودة.
ويشرح قائلاً: “من الضروري تطوير مواد تجميع الطاقة التي يمكنها التقاط هذه الطاقة بكفاءة وتحويلها إلى كهرباء”، “أولوية أخرى مهمة هي تطوير حصادات الطاقة التي يمكن تطبيقها على جميع أنواع الأسطح والأشياء، الأمر الذي يتطلب مواد تجميع الطاقة التي تكون مرنة ميكانيكيًا.”
تعد خارطة الطريق الخاصة بتكنولوجيا حصاد الطاقة جهدًا موحدًا وعالميًا للمساعدة في تمهيد الطريق إلى الأمام للباحثين والقادة للمساعدة في تسريع تقدم هذا المجال البحثي.
ويخلص بيكونيا إلى أن “أملنا هو تحفيز الجهود البحثية في أبحاث حصاد الطاقة عبر تخصصات متعددة لتقديم طاقة نظيفة في نهاية المطاف في أي مكان وفي أي وقت”.
