قد يكون الاعتماد على المياه لتوليد الطاقة في الأيام الممطرة أحد الطرق لزيادة استخدامنا للطاقة المتجددة. حتى الآن، لم يتمكن العلماء من إيجاد طريقة لتوليد كمية مناسبة من الطاقة من طريق قطرات المياه، لكن لعلنا الآن بصدد نقلة كبيرة في هذا الاتجاه.
ما زال أمامنا الكثير للوصول إلى مظلات تحتوي مولدات للطاقة، ولكن الطريقة الأحدث تُظهر إمكانية الحصول على الطاقة من زخات المطر، بكفاءة تجعل تلك الأنظمة عملية.
وجد بحث جديد طريقة بإمكانها توليد كمية من الطاقة تكفي لإنارة 100 مصباح LED من كل قطرة مطر، وهو ما يُعد قفزةً هائلة في الكفاءة.
صرح المهندس المتخصص بالطب الحيوي وانج زوانكاي من جامعة هونج كونج: «يُظهر بحثنا أن قطرة من المياه بحجم 100 ميكرولتر تسقط من ارتفاع 15 سنتيمترًا يمكنها توليد فرق جهد يتخطى 140 فولت، تلك الطاقة المتولدة يمكنها إضاءة حتى 100 مصباح ليد صغير».
يبدو ذلك قدرًا مُفاجِئًا من فرق الجهد، لكن المهندسين استخدموا حيلًا بارعة للحصول عليه.
عكف العلماء على البحث في ذلك المجال من توليد الطاقة لسنوات طويلة، لكن الفيزياء الخاصة بتحويل طاقة قطرات المطر إلى كهرباء تُعَد أصعب بكثير من الحصول على الطاقة من المد البحري أو التيارات المتدفقة.
أحد التحديثات التي أدمجها الفريق في مولد الكهرباء المعتمد على قطرات المياه (DEG) هو استخدام متعدد رباعي فلورو الإيثيلين PTFE، وهي مادة قادرة على مراكمة الشحنة على السطح في حين تتساقط عليه قطرات الماء باستمرار، حتى يصل تدريجيًّا إلى التشبع.
وجد الفريق أنه مع تساقط قطرات الماء وانتشارها على السطح ، فإنها تعمل جسرًا يربط بين قطبين كهربيين، أحدهما من الألومنيوم والآخر من أكسيد القصدير والإنديوم (ITO)، مع متعدد رباعي فلورو الإيثيلين PTFE على السطح.
يخلق جسر قطرات المياه بدوره سطحًا من دائرة مغلقة، فيمكن إطلاق كل الطاقة المتولدة، إذ تعمل قطرات المياه مقاومات ويعمل غطاء السطح مُكثِّفًا.
يمكن تطبيق تلك الطريقة في أي مكان تسقط فيه المياه على سطح صلب، سواء كان جسم قارب أو داخل زجاجة مياه أو فوق مظلة.
وصرح الكيميائي تشاو تشينج زينج، من جامعة نبراسكا- لينكولن: «ترجع أهمية تلك التقنية إلى الطاقة الكهربية المعززة لكل قطرة مطر، ما يجعل الجهاز أكفأ في تحويل الطاقة من القطرات المتساقطة إلى كهرباء».
ما زال أمامنا المزيد من العمل لجعل النظام جاهزًا للاستخدام العملي، لكن يأمل العلماء في أن يصبح النموذج جاهزًا في غضون السنوات الخمس القادمة.
اقرأ أيضًا:
النفق الكمومي: طريقة لتوليد الكهرباء من حرارة الأرض
اكتشاف طريقة لتوليد الكهرباء من الدموع
ترجمة: شريف فضل
تدقيق: رزوق النجار
مراجعة: أكرم محيي الدين
