به گزارش گروه اجتماعی مشرق، این روزها فقط روشنایی خانه ها دغدغه نیست و همانطور که توجهات علاوه بر وسایل الکترونیکی همراه رایج مانند تلفن هوشمند و دیگر وسایل مانند عینک گوگل و ساعت های هوشمند جلب می شود، چگونگی تامین برق مورد نیاز این تجهیزات در یک وضعیت باثبات و قابل اعتماد، یکی از مهمترین مسایل پیش روی توسعه دهندگان این فناوری هاست.
از سوی دیگر پیشرفت های علمی و پزشکی و ساخت ایمپلنت های ریزی که درون بدن کاشته می شوند تا سلامت انسان را تضمین کنند، دل مشغولی دیگری برای مبتکران است تا برق بسیار اندک اما بلند مدتی را برای وسایل فراهم کنند.
نیاز به انرژی از یک سو و نگرانی های زیست محیطی از سوی دیگر دانشمندان را بر آن داشته تا علاوه بر کاهش مصرف انرژی در ساختمانها، از شیوه های متعدد و نوینی مانند انرژی خورشیدی، گرمای بدن، راه رفتن و حتی بزاق برق تولید کنند.
در این گزارش تلاش شده تا نمونه هایی از این روشهای خلاقانه را معرفی کنیم.
روشنایی خانه با سیفون توالت
مبتکران اهل کره جنوبی با استفاده بهینه از آب سیفون سرویس های بهداشتی شیوه نوینی برای تولید برق در خانه عرضه کرده اند. آنها سیستمی ابداع کرده اند که حرکت آب سیفون توالت را به برق در خانه، ترجمه می کند.
این دستگاه از مزیت مواد عایق که یک رسانای ضعیف برق هستند اما می توانند از میدان الکترواستاتیک پشتیبانی کنند، استفاده می کند.
آنها یک ماده عایق در آب قرار داده تا لایه الکتریکی در بیرون این ماده ایجاد شود. تفاوت بین آب و لایه عایق می توانند شارژ الکتریسته در الکترود ایجاد کند.
دانشمندان دانشگاه ملی سئول و موسسه فناوری الکترونیک کره(KETI) یک مبدل ساده عایق برای مهار این انرژی ساخته اند. آنها دریافتند حرکت یک قطره 30 میکرولیتری برای روشن کردن یک لامپ LED کافی است.
تولید انرژی از بزاق
دانشمندان همچنین نخستین پیل سوختی میکروبی در مقیاس میکرو را ساخته اند که با بزاق دهان کار می کند. این پیل سوختی می تواند میزان جزیی برق تولید کند که برای تامین انرژی تراشه ها کافی است.
این پیل سوختی میکروبی در مقیاس میکرو که با بزاق کار می کند، با تولید حدود یک میکرووات برق، انرژی کافی را برای استفاده مستقیم به عنوان دروگر انرژی در وسایل میکروالکترونیک فراهم می آورد. آنها معتقدند ظهور وسایل الکترونیکی زیست پزشکی در سطح تراشه که انرژی بسیار اندکی مصرف می کنند و قادرند با خروجی انرژی کمتر از میکرووات کار کنند، با این فناوری جدید واقعیت می یابد.
روشنایی خیابانها با رنگ‌های درخشان
مقامات هلند یک بزرگراه 500 متری را با خطوط درخشان رنگ کردند تا ضمن درخشش در تاریکی هزینه های برق این کشور را کاهش دهد.
این رنگ حاوی پودر شب نما است که در طول روز با نور خورشید شارژ می شود و شب هنگام نور سبز درخشانی را از خود متساطع می کند. با این فناوری دیگر نیازی به روشن شدن چراغ های خیابان وجود ندارد.
وقتی این رنگ، نور روز را جذب می کند می تواند به مدت 8 ساعت در تاریکی بدرخشد.
به اعتقاد مجریان، این طرح می تواند به کاهش چشمگیر مصرف برق در خیابانها و بزرگراه ها منجر شود.
تولید انرژی از گرمای بدن
دانش پژوهان کره جنوبی ژنراتور نازک و سبکی بر پایه فایبرگلاس که بسیار سبک و انعطاف پذیر است ساخته اند که از گرمای بدن برق تولید می کند؛ شیوه نوینی که تامین برق گجت ها را متحول می کند.
شیوه آنها هدر رفت انرژی گرمایی را به کمترین میزان و توان خروجی را به بالاترین میزان می رساند.
فایبرگلاس خود به تنهایی به عنوان لایه بالایی و پایینی یک ژنراتور ترموالکتریک عمل کرده و مواد غیر آلی ترمو الکتریک را بین خود حفظ می کند. این شیوه راهبرد کاملا متحول کننده ای برای طراحی یک ژنراتور است.
این ژنراتور ترموالکتریک انعطاف پذیر، سبک و دارای عملکرد بالا، کاربردهای متنوعی در سیستم هایی مانند خودرو، کارخانجات، هواپیمایی و کشتی دارد که شاهد هدر رفت انرژی گرمایی زیادی در آنها هستیم.
جاده هایی که برق تولید می کنند
مبتکران آمریکایی طرحی را عرضه کرده اند که بر اساس آن آسفالت خیابانها با پوششی جایگزین می شود که می تواند از انرژی خورشیدی برق تولید کند.
در این پوشش جاده ای لامپ های LED درون پانل هایی تعبیه می شود که می تواند نشانگرها و هشدارهای جاده ای را بر روی خود نمایش داده و با گرم شدن مانع از شکل گیری برف و یخ زمستانی بر روی سطح جاده شود.
در این سیستم بخشی به عنوان مسیر کابل در نظر گرفته شده که کابل های مخابرات و برق را می توان به جای خطوط هوایی در زیر سطح جاده تعبیه کرد.
پیل های خورشیدی فوتوولتاییک، صفحه مدار، 128 عدد LED قابل برنامه ریزی، یک المنت گرم کننده برای پیشگیری از برف و سرما و یک بافت شیشه ای ابر مستحکم برای بخش بالایی، بخش های تشکیل دهنده این پانل هستند. بافت شیشه ای بالایی این پانل در برابر بار، کشش و ضربه بسیار مقاوم است.
نمونه اولیه پارکینگ آنها نیمی مونو- کریستالی و نیمی پلی – کریستالی است. این پارکینگ معادل یک آرایه خورشیدی سه هزار و 600 وات عمل می کند.
شارژ تلفن همراه با ضربان قلب
گروهی از دانشمندان آمریکایی و چینی از باتری قابل کاشت در بدن رو نمایی کرده اند که حرکات مداوم اعضای بدن مانند قلب، ریه ها و دیافراگم را به انرژی تبدیل می کند.
این گروه از محققان تا کنون این گجت را بر روی قلب یک گاو کار گذاشته اند. آنها همچنین توانسته اند با قرار دادن دو واحد از این دستگاه بر روی قلب ، میزان خروجی برق را دو برابر کنند.
این دانش پژوهان امیدوارند در ابتدا بتوانند از این شیوه در ایمپلنت های پزشکی مانند مانیتورهای ضربان قلب، ضربان سازها و محرک های عصبی استفاده کنند.
پنجره های که شفافند و برق تولید می کنند
محققان دانشگاه لس آنجلس کاليفرنيا سلول خورشيدي شفافي توليد کرده اند که موجب مي شوند شيشه هاي خانه ها و ساير ساختمانها از قابليت توليد الکتريسيته برخوردار شوند و در عين حال کارکرد خود را به عنوان پنجره حفظ کند.
آنها این سلول خورشیدی که می تواند انرژي را که عمدتا نور مادون قرمز بوده، جذب کند ساخته اند. اين سلولها در چشم انسان حدود 70 درصد شفاف هستند و از پلاستيک فتواکتيو که نور مادون قرمز را به جريان الکتريکي تبديل مي کند، ساخته شده اند.
اين نتايج احتمال بالقوه را براي توليد سلولهاي خورشيدي پليمري کاملا شفاف به عنوان مولفه اي از دستگاه هاي الکترونيک قابل حمل، شيشه هاي هوشمند و وسائل فتوولتائيک داخلي ساختمان افزايش مي دهد.
تولید برق از انرژی خورشید و فشار پا
فیبرهای انعطاف پذیر فوتوولتاییک پیزوالکتریک می تواند انرژی را از طریق ضربه بگیرد یعنی می توان از راه رفتن بر روی یک فرش برق تولید کرد.
محققان موسسه تحقیقات و ابتکارات مواد دانشگاه بولتون این فناوری را ارائه و به ثبت رسانده اند؛ فناوری که می تواند در هر چیزی از جمله لباس تا گجت های شخصی به کار گرفته شود.
گفته می شود این فیبرها می توانند در هر مساحت 20 سانتی متر در 20 سانتی متر مربع یک وات انرژی تولید کند. برای مقایسه می توان گفت باتری آیفون شارژی حدود 5.45 وات ساعت را حفظ می کند.
این ترکیب اجازه می دهد این ماده برق را در تمامی شرایط آب و هوایی و محیطی تولید کند. می توان این ماده جدید به هر ساختار ماده ای بزرگ تری مانند پرده پنجره، چادر مسافرتی یا بادبان قایق بافت.
مخاطبان محترم گروه اجتماعی مشرق می توانند اخبار، مقالات و تصاویر اجتماعی خود را به آدرس shoma@mashreghnews.irارسال کنند تا در سریع ترین زمان ممکن به نام خودشان و به عنوان یکی از مطالب ویژه مشرق منتشر شود. در ضمن گروه اجتماعی مشرق در صدد است با پیگیری مشکلات ارسالی شما از طریق کارشناسان و مشاوران مجرب پاسخی برای ابهامات مخاطبان عزیز بیابد.
از سوی دیگر پیشرفت های علمی و پزشکی و ساخت ایمپلنت های ریزی که درون بدن کاشته می شوند تا سلامت انسان را تضمین کنند، دل مشغولی دیگری برای مبتکران است تا برق بسیار اندک اما بلند مدتی را برای وسایل فراهم کنند.
نیاز به انرژی از یک سو و نگرانی های زیست محیطی از سوی دیگر دانشمندان را بر آن داشته تا علاوه بر کاهش مصرف انرژی در ساختمانها، از شیوه های متعدد و نوینی مانند انرژی خورشیدی، گرمای بدن، راه رفتن و حتی بزاق برق تولید کنند.
در این گزارش تلاش شده تا نمونه هایی از این روشهای خلاقانه را معرفی کنیم.
روشنایی خانه با سیفون توالت
مبتکران اهل کره جنوبی با استفاده بهینه از آب سیفون سرویس های بهداشتی شیوه نوینی برای تولید برق در خانه عرضه کرده اند. آنها سیستمی ابداع کرده اند که حرکت آب سیفون توالت را به برق در خانه، ترجمه می کند.
این دستگاه از مزیت مواد عایق که یک رسانای ضعیف برق هستند اما می توانند از میدان الکترواستاتیک پشتیبانی کنند، استفاده می کند.
آنها یک ماده عایق در آب قرار داده تا لایه الکتریکی در بیرون این ماده ایجاد شود. تفاوت بین آب و لایه عایق می توانند شارژ الکتریسته در الکترود ایجاد کند.
دانشمندان دانشگاه ملی سئول و موسسه فناوری الکترونیک کره(KETI) یک مبدل ساده عایق برای مهار این انرژی ساخته اند. آنها دریافتند حرکت یک قطره 30 میکرولیتری برای روشن کردن یک لامپ LED کافی است.
تولید انرژی از بزاق
دانشمندان همچنین نخستین پیل سوختی میکروبی در مقیاس میکرو را ساخته اند که با بزاق دهان کار می کند. این پیل سوختی می تواند میزان جزیی برق تولید کند که برای تامین انرژی تراشه ها کافی است.
این پیل سوختی میکروبی در مقیاس میکرو که با بزاق کار می کند، با تولید حدود یک میکرووات برق، انرژی کافی را برای استفاده مستقیم به عنوان دروگر انرژی در وسایل میکروالکترونیک فراهم می آورد. آنها معتقدند ظهور وسایل الکترونیکی زیست پزشکی در سطح تراشه که انرژی بسیار اندکی مصرف می کنند و قادرند با خروجی انرژی کمتر از میکرووات کار کنند، با این فناوری جدید واقعیت می یابد.
روشنایی خیابانها با رنگ‌های درخشان
مقامات هلند یک بزرگراه 500 متری را با خطوط درخشان رنگ کردند تا ضمن درخشش در تاریکی هزینه های برق این کشور را کاهش دهد.
این رنگ حاوی پودر شب نما است که در طول روز با نور خورشید شارژ می شود و شب هنگام نور سبز درخشانی را از خود متساطع می کند. با این فناوری دیگر نیازی به روشن شدن چراغ های خیابان وجود ندارد.
وقتی این رنگ، نور روز را جذب می کند می تواند به مدت 8 ساعت در تاریکی بدرخشد.
به اعتقاد مجریان، این طرح می تواند به کاهش چشمگیر مصرف برق در خیابانها و بزرگراه ها منجر شود.
تولید انرژی از گرمای بدن
دانش پژوهان کره جنوبی ژنراتور نازک و سبکی بر پایه فایبرگلاس که بسیار سبک و انعطاف پذیر است ساخته اند که از گرمای بدن برق تولید می کند؛ شیوه نوینی که تامین برق گجت ها را متحول می کند.
شیوه آنها هدر رفت انرژی گرمایی را به کمترین میزان و توان خروجی را به بالاترین میزان می رساند.
فایبرگلاس خود به تنهایی به عنوان لایه بالایی و پایینی یک ژنراتور ترموالکتریک عمل کرده و مواد غیر آلی ترمو الکتریک را بین خود حفظ می کند. این شیوه راهبرد کاملا متحول کننده ای برای طراحی یک ژنراتور است.
این ژنراتور ترموالکتریک انعطاف پذیر، سبک و دارای عملکرد بالا، کاربردهای متنوعی در سیستم هایی مانند خودرو، کارخانجات، هواپیمایی و کشتی دارد که شاهد هدر رفت انرژی گرمایی زیادی در آنها هستیم.
جاده هایی که برق تولید می کنند
مبتکران آمریکایی طرحی را عرضه کرده اند که بر اساس آن آسفالت خیابانها با پوششی جایگزین می شود که می تواند از انرژی خورشیدی برق تولید کند.
در این پوشش جاده ای لامپ های LED درون پانل هایی تعبیه می شود که می تواند نشانگرها و هشدارهای جاده ای را بر روی خود نمایش داده و با گرم شدن مانع از شکل گیری برف و یخ زمستانی بر روی سطح جاده شود.
در این سیستم بخشی به عنوان مسیر کابل در نظر گرفته شده که کابل های مخابرات و برق را می توان به جای خطوط هوایی در زیر سطح جاده تعبیه کرد.
پیل های خورشیدی فوتوولتاییک، صفحه مدار، 128 عدد LED قابل برنامه ریزی، یک المنت گرم کننده برای پیشگیری از برف و سرما و یک بافت شیشه ای ابر مستحکم برای بخش بالایی، بخش های تشکیل دهنده این پانل هستند. بافت شیشه ای بالایی این پانل در برابر بار، کشش و ضربه بسیار مقاوم است.
نمونه اولیه پارکینگ آنها نیمی مونو- کریستالی و نیمی پلی – کریستالی است. این پارکینگ معادل یک آرایه خورشیدی سه هزار و 600 وات عمل می کند.
شارژ تلفن همراه با ضربان قلب
گروهی از دانشمندان آمریکایی و چینی از باتری قابل کاشت در بدن رو نمایی کرده اند که حرکات مداوم اعضای بدن مانند قلب، ریه ها و دیافراگم را به انرژی تبدیل می کند.
این گروه از محققان تا کنون این گجت را بر روی قلب یک گاو کار گذاشته اند. آنها همچنین توانسته اند با قرار دادن دو واحد از این دستگاه بر روی قلب ، میزان خروجی برق را دو برابر کنند.
این دانش پژوهان امیدوارند در ابتدا بتوانند از این شیوه در ایمپلنت های پزشکی مانند مانیتورهای ضربان قلب، ضربان سازها و محرک های عصبی استفاده کنند.
پنجره های که شفافند و برق تولید می کنند
محققان دانشگاه لس آنجلس کاليفرنيا سلول خورشيدي شفافي توليد کرده اند که موجب مي شوند شيشه هاي خانه ها و ساير ساختمانها از قابليت توليد الکتريسيته برخوردار شوند و در عين حال کارکرد خود را به عنوان پنجره حفظ کند.
آنها این سلول خورشیدی که می تواند انرژي را که عمدتا نور مادون قرمز بوده، جذب کند ساخته اند. اين سلولها در چشم انسان حدود 70 درصد شفاف هستند و از پلاستيک فتواکتيو که نور مادون قرمز را به جريان الکتريکي تبديل مي کند، ساخته شده اند.
اين نتايج احتمال بالقوه را براي توليد سلولهاي خورشيدي پليمري کاملا شفاف به عنوان مولفه اي از دستگاه هاي الکترونيک قابل حمل، شيشه هاي هوشمند و وسائل فتوولتائيک داخلي ساختمان افزايش مي دهد.
تولید برق از انرژی خورشید و فشار پا
فیبرهای انعطاف پذیر فوتوولتاییک پیزوالکتریک می تواند انرژی را از طریق ضربه بگیرد یعنی می توان از راه رفتن بر روی یک فرش برق تولید کرد.
محققان موسسه تحقیقات و ابتکارات مواد دانشگاه بولتون این فناوری را ارائه و به ثبت رسانده اند؛ فناوری که می تواند در هر چیزی از جمله لباس تا گجت های شخصی به کار گرفته شود.
گفته می شود این فیبرها می توانند در هر مساحت 20 سانتی متر در 20 سانتی متر مربع یک وات انرژی تولید کند. برای مقایسه می توان گفت باتری آیفون شارژی حدود 5.45 وات ساعت را حفظ می کند.
این ترکیب اجازه می دهد این ماده برق را در تمامی شرایط آب و هوایی و محیطی تولید کند. می توان این ماده جدید به هر ساختار ماده ای بزرگ تری مانند پرده پنجره، چادر مسافرتی یا بادبان قایق بافت.
مخاطبان محترم گروه اجتماعی مشرق می توانند اخبار، مقالات و تصاویر اجتماعی خود را به آدرس shoma@mashreghnews.irارسال کنند تا در سریع ترین زمان ممکن به نام خودشان و به عنوان یکی از مطالب ویژه مشرق منتشر شود. در ضمن گروه اجتماعی مشرق در صدد است با پیگیری مشکلات ارسالی شما از طریق کارشناسان و مشاوران مجرب پاسخی برای ابهامات مخاطبان عزیز بیابد.