المشي ليس مفيدا لصحتك فقط بل يمكن أن يمد أجهزتك الإلكترونية القابلة للارتداء بالطاقة

يمكن أن يحول الطاقة الحركية من الاهتزاز إلى كهرباء ولا يتأثر بالطقس أو المناخ

لا يمكن للمشي أن يعزز طاقتك فحسب، بل يحتمل أيضًا أن يعزز طاقة أجهزتك الإلكترونية القابلة للارتداء.

حقق علماء جامعة أوساكا متروبوليتان تقدمًا كبيرًا نحو الأجهزة القابلة للارتداء ذاتية الشحن من خلال اختراعهم لحاصدة طاقة اهتزاز كهرضغطية معززة بمكبر ديناميكي، والتي يمكنها تضخيم الطاقة المتولدة من الاهتزازات الاندفاعية، مثل المشي البشري، بحوالي 90 مرة، مع بقاء صغيرة مثل حصادات الطاقة المطورة حاليًا.

تحويل الطاقة الحركية من الاهتزاز إلى كهرباء

في هذه الأيام، يحمل الأشخاص أجهزة إلكترونية متعددة مثل الهواتف الذكية، ومن المتوقع أن تنتشر الأجهزة القابلة للارتداء بشكل متزايد في المستقبل القريب، أدى الطلب الناتج على إعادة الشحن الأكثر كفاءة لهذه الأجهزة إلى زيادة الاهتمام بتجميع الطاقة، وهي تقنية تحول الطاقة مثل الحرارة والضوء إلى كهرباء يمكنها تشغيل الأجهزة الصغيرة.

يعتبر أحد أشكال حصاد الطاقة يسمى حصاد طاقة الاهتزاز عمليًا للغاية، نظرًا لأنه يمكن أن يحول الطاقة الحركية من الاهتزاز إلى كهرباء ولا يتأثر بالطقس أو المناخ.

تطوير حصادات طاقة الاهتزازات

طور فريق بحثي بقيادة الأستاذ المساعد تاكيشي يوشيمورا من كلية الدراسات العليا للهندسة في جامعة أوساكا متروبوليتان نظامًا كهروميكانيكيًا دقيقًا حصادًا للطاقة الاهتزازية يبلغ قطره حوالي 2 سم فقط مع مكون معدني على شكل حرف U يسمى المكبر الديناميكي.

بالمقارنة مع الحصادات التقليدية، يسمح الحاصد الجديد بزيادة حوالي 90 مرة في الطاقة المحولة من الاهتزازات الاندفاعية ، والتي يمكن أن تنتج عن حركة الإنسان التي يمشي عليها.

يعمل الفريق على تطوير حصادات طاقة الاهتزازات التي تستخدم التأثير الكهروإجهادي، وهي ظاهرة تنتج فيها أنواع معينة من المواد شحنة كهربائية أو جهدًا استجابةً للضغط المطبق.

لقد نجحوا حتى الآن في توليد كهرباء على مستوى الميكروات من الاهتزازات الميكانيكية بتردد ثابت، مثل تلك الناتجة عن المحركات والغسالات، فإن توليد الطاقة من هذه الحصادات ينخفض بشكل كبير عندما تكون الاهتزازات المطبقة غير ثابتة ومندفعة ، مثل تلك الناتجة عن المشي البشري.

تضخيم الاهتزاز

استجابة لهذا التحدي، طور الفريق ودمج مكون تضخيم الاهتزاز على شكل حرف U تحت آلة الحصاد. يسمح المكون بالتحسين في توليد الطاقة دون زيادة حجم الجهاز. من المتوقع أن تولد هذه التقنية طاقة كهربائية من الاهتزازات غير الثابتة، بما في ذلك حركة المشي، من أجل تشغيل الأجهزة الصغيرة القابلة للارتداء مثل الهواتف الذكية وسماعات الأذن اللاسلكية.

واختتم البروفيسور يوشيمورا قائلاً: “بما أنه من المتوقع أن تصبح الأجهزة الإلكترونية أكثر كفاءة في استخدام الطاقة، فإننا نأمل أن يساهم هذا الاختراع في تحقيق الأجهزة القابلة للارتداء ذاتية الشحن”.