ساخت نیروگاه برق بصورت درخت -گیاهان تقلبی به قرن بیست و یکم می روند! دانشمندان دستگاه های کوچک و برگ شکلی ساخته اند که از باد و باران برق تولید می کنند. این «نیروگاه‌ها» تحت اللفظی در مطالعه‌ای که اخیراً در مجله ACS Sustainable Chemistry & Engineering منتشر شده است، توضیح داده شده است . این تیم برداشت کننده های انرژی را با ترکیب آنها در گیاهان مصنوعی آزمایش کردند.
انرژی الکتریکی می تواند توسط طبیعت به روش های مختلفی تولید شود. به عنوان مثال، پنل های خورشیدی انرژی نور خورشید را تبدیل می کنند و توربین های بادی انرژی جنبشی هوای متحرک را تغییر می دهند.
اما این روش‌ها معمولاً به یک منبع تکیه می‌کنند و بنابراین تنها زمانی مؤثر هستند که آن منبع در دسترس باشد. به عنوان مثال، پانل های خورشیدی پس از غروب خورشید کار نمی کنند و یک روز آرام انرژی باد زیادی تولید نمی کند.
اخیراً، برداشت‌کننده‌های انرژی چند منبعی به عنوان روشی برای جذب انرژی از منابع تجدیدپذیر مختلف در یک دستگاه، به حداکثر رساندن خروجی بالقوه ظهور کرده‌اند.
بنابراین، Ravinder Dahiya و همکارانش می خواستند یک برداشت کننده انرژی چند منبعی ایجاد کنند که بتواند هم از باد و هم از باران نیرو تولید کند.
طراحی و عملکرد برداشت انرژی
این تیم دو نوع مختلف جمع‌کننده انرژی ساخت: یک نانو ژنراتور تریبوالکتریک (TENG) برای جذب انرژی جنبشی از باد و یک تولیدکننده انرژی مبتنی بر قطرات (DEG) برای جمع‌آوری انرژی از قطرات باران.
TENG شامل لایه‌ای از نانوالیاف نایلونی بود که بین لایه‌های پلی تترا فلوئورواتیلن، که بیشتر به نام تفلون ™ شناخته می‌شود، و الکترودهای مسی قرار گرفته بود.
هنگامی که لایه ها به یکدیگر فشرده شدند، بارهای ساکن تولید و به الکتریسیته تبدیل شدند.
تفلون همچنین برای ساخت DEG استفاده شد که ضد آب بود و با پارچه رسانا پوشانده شد تا به عنوان الکترود عمل کند.
همانطور که قطرات باران به یکی از الکترودها برخورد کرد، باعث عدم تعادل در بارها شد و جریان کمی و ولتاژ بالا ایجاد کرد. در شرایط بهینه، TENG 252 ولت و DEG 113 ولت تولید می کرد، اما فقط برای مدت زمان کوتاه.
این تیم DEG را در بالای TENG نصب کردند و نسخه‌های برگ‌شکل آن را در یک گیاه مصنوعی قرار دادند.
هنگامی که ژنراتورهای برگ شکل در معرض شرایطی قرار گرفتند که شبیه باد و باران طبیعی بود، 10 چراغ LED را در سوسوهای کوتاه روشن کردند.
به گفته محققان، این دستگاه اثبات مفهوم «نیروگاه» می‌تواند در سیستم‌ها یا شبکه‌های بزرگ‌تر نیروگاه‌ها برای تولید انرژی پاک از منابع طبیعی توسعه یابد.
مرجع: «خرابگر انرژی چندمنبعی بر روی پارچه و گیاهان برای تولید انرژی پاک از باد و قطرات آب باران» توسط Guanbo Min، Gaurav Khandelwal، Abhishek Singh Dahiya، Shashank Mishra، Wei Tang و Ravinder Dahiya، 2 ژانویه 2024، ACS Hemistry Sustainable .
DOI: 10.1021/acssuschemeng.3c03620
