حصادة طاقة ذاتية الشحن صديقة للبيئة.. ابتكار جهاز يستخدم مياه البحر لإنتاج الكهرباء بشحن ذاتي

تم تطوير جهاز مبتكر لحصاد الطاقة قادر على إنتاج الطاقة الكهربائية بشكل مستمر من خلال الاستفادة من حركة أيونات الصوديوم الموجودة في مياه البحر.

ومن المتوقع أن تجد هذه التقنية تطبيقات كتكنولوجيا مصدرية في مجموعة واسعة من القطاعات، بما في ذلك حصاد الطاقة القائمة على المياه وتقنيات الطاقة الصديقة للبيئة.

تم نشر العمل في مجلة الهندسة الكيميائية .

نجح فريق بحثي بقيادة الباحث الرئيسي سونج مين هيون وآخرين في تطوير حصادة طاقة ذاتية الشحن صديقة للبيئة يمكن استخدامها لتوليد الطاقة الكهربائية من خلال حركة الأيونات الموجودة في مياه البحر.

ابتكار جهاز يستخدم مياه البحر لإنتاج الكهرباء

يستخدم حصاد الطاقة الذي طورته شركة KIMM أنابيب نانوية كربونية متعددة الجدران وأغشية أكسيد الجرافين بمحتويات مختلفة من المجموعات الوظيفية للأكسجين ككاثود وأنود على التوالي، ويتم بناؤه باستخدام مياه البحر كإلكتروليت.

خلال هذه العملية، تتجمع المزيد من الكاتيونات في الإلكتروليت بالقرب من الأنود، الذي يحتوي على محتوى أعلى نسبيًا من المجموعة الوظيفية للأكسجين، وينشأ فرق محتمل نتيجة لإعادة ترتيب الأيونات بين القطبين.

حصادات الطاقة التقليدية التي تعتمد على المياه تتسم بكفاءة تحويل منخفضة للطاقة، وتتطلب مصادر طاقة خارجية لتوليد حركة المياه بشكل مستمر لإعادة استخدامها، مما يجعل استخدامها بشكل مستمر أمرًا صعبًا.

جهاز إمداد بالطاقة لأجهزة الاستشعار

علاوة على ذلك، فإن استخدام هذه الحصادات محدود في البيئات التي لا يمكن فيها توفير مصادر خارجية للطاقة.

يمكن إعادة استخدام جهاز حصاد الطاقة الذي طوره فريق البحث حديثًا بشكل مستمر حتى بعد تفريغه، من خلال استعادة جهد الدائرة المفتوحة الأولي دون طاقة خارجية.

وبالتالي، يمكن استخدامه باستمرار كجهاز إمداد بالطاقة لأجهزة الاستشعار حتى في بيئات مثل المحيط حيث يكون استرجاع الأجهزة أمرًا صعبًا.

تتمتع حاصدة الطاقة الجديدة هذه بكثافة طاقة تبلغ 24.6 ميجا واط / سم 3 ، وهو ما يزيد بحوالي 4.2 مرة عن مولدات الطاقة التقليدية القائمة على الماء المصنوعة من هلام الأيونات (والتي تبلغ كثافة الطاقة فيها 5.9 ميجا واط / سم 3 )، وهي قادرة على توفير طاقة كهربائية كافية للأجهزة الصغيرة مثل الآلات الحاسبة والساعات وأجهزة الاستشعار.

تولد الكهرباء من مياه البحر

ربط حصادات متعددة

وفي الوقت نفسه، يمكن إنتاج المزيد من الطاقة الكهربائية باستخدام حصادة الطاقة التي تم تطويرها حديثًا عن طريق توسيع المنطقة أو ربط حصادات متعددة.

وقال سونجمين هيون، “إن التكنولوجيا التي تم تطويرها حديثًا هي تكنولوجيا حصاد الطاقة الصديقة للبيئة، والتي تسمح بالشحن الذاتي المستمر ويمكن استخدامها بدون طاقة خارجية.”

وأضاف هيون: “من المتوقع استخدامه كمصدر للطاقة لتشغيل أجهزة الاستشعار والأجهزة في البيئات التي تتطلب مراقبة العوامل البيئية مثل درجة الحرارة والأكسجين المذاب، والنيتروجين غير العضوي في المحيط “.