ابتكار مذهل حوّل قطرات ماء إلى كهرباء.. أنار 12 مصباحا
تاريخ النشر: 17th, April 2025 GMT
اكتشف فريق من الباحثين طريقة ذكية لتحويل قطرات الماء المتساقطة مثل قطرات المطر إلى كهرباء قابلة للاستخدام.
وأوضح موقع "سايتك ديلي"، في تقرير ترجمته "عربي21" أنه من خلال توجيه القطرات عبر أنبوب عمودي ضيق لإنشاء تدفق سلِس، تمكنوا من فصل الشحنات الكهربائية وتجميع الطاقة بكفاءة مذهلة.
ولم يتغلب هذا النظام البسيط على عيوب طرق فصل الشحنات التقليدية فحسب، بل أنتج أيضا طاقة كافية لإضاءة ١٢ مصباح LED.
وعند تلامس مادتين، يمكن أن تتغير الشحنات على سطحيهما ومن الأمثلة المألوفة على ذلك الكهرباء الساكنة الناتجة عن فرك بالون على جلدك. وبالمثل، عندما يتدفق الماء على أسطح معينة، فإنه قد يكتسب شحنة كهربائية أو يفقدها.
وقد استفاد باحثون، نشروا نتائجهم في مجلة ACS Central Science، من هذا التأثير لتوليد الكهرباء باستخدام قطرات تشبه قطرات المطر تتدفق عبر أنبوب ضيق. ينتج النظام طاقة كافية لإضاءة 12 مصباح LED.
وقال سيولينغ سوه، المؤلف المشارك في الدراسة: "الماء الذي يتساقط عبر أنبوب عمودي يولّد كمية كبيرة من الكهرباء باستخدام نمط محدد لتدفق المياه: التدفق السلِس. يمكن أن يسمح نمط التدفق السلِس هذا بجمع طاقة المطر لتوليد كهرباء نظيفة ومتجددة".
وتعمل الطاقة الكهرومائية التقليدية عن طريق تحريك كميات كبيرة من المياه لتشغيل التوربينات. لكن هذا لا ينجح إلا في الأماكن ذات المياه الوفيرة، مثل الأنهار. أما بالنسبة لتدفقات المياه الأصغر والأبطأ، فقد استكشف الباحثون بديلا: فصل الشحنات. تولد هذه العملية الكهرباء أثناء تدفق المياه عبر قناة مبطنة بسطح موصل. ومع ذلك، فهي غير فعالة للغاية لأن الشحنات تتراكم فقط عند السطح الذي يلامسه الماء.
ولتحسين الكفاءة، حاول العلماء استخدام قنوات دقيقة ونانوية لزيادة مساحة السطح. لكن هذه القنوات صغيرة جدا لدرجة أن الماء لا يتدفق عبرها بسهولة، ويستهلك ضخه طاقة أكبر مما ينتجه النظام. لحل هذه المشكلة، بحث سوه وتشي كيت آو وفريقهما عن طريقة لتوليد الكهرباء باستخدام قنوات أكبر تسمح لمياه الأمطار بالمرور بشكل طبيعي.
وصمم الفريق نظاما بسيطا يتدفق فيه الماء من أسفل برج عبر إبرة معدنية، ويقذف قطرات بحجم قطرات المطر إلى فتحة أنبوب بوليمر عمودي يبلغ ارتفاعه 12 بوصة (32 سم) وعرضه مليمترين. تسبب تصادم القطرات في أعلى الأنبوب في تدفق سلِس: أعمدة قصيرة من الماء تتخللها جيوب هوائية. أثناء تدفق الماء داخل الأنبوب، انفصلت الشحنات الكهربائية. ثم جُمعت المياه في كوب أسفل الأنبوب. وُضعت أسلاك في أعلى الأنبوب وفي الكوب لتجميع الكهرباء.
وحوّل نظام تدفق المياه عبر الأنابيب أكثر من 10 بالمئة من طاقة الماء المتساقط عبر الأنابيب إلى كهرباء. وبالمقارنة مع تدفق الماء في تيار مستمر، أنتج تدفق المياه السلِس عبر الأنابيب كهرباء أكثر بخمس مرات من حيث الحجم. ولأن سرعة قطرات المطر التي تم اختبارها كانت أبطأ بكثير من سرعة المطر، يقترح الباحثون إمكانية استخدام النظام لجمع الكهرباء من قطرات المطر المتساقطة.
وفي تجربة أخرى، لاحظ الباحثون أن نقل الماء عبر أنبوبين، إما في وقت واحد أو بالتتابع، ولّد طاقة مضاعفة. باستخدام هذه المعلومات، قاموا بتوجيه الماء عبر أربعة أنابيب، وقام النظام بتشغيل 12 مصباح LED بشكل مستمر لمدة 20 ثانية. يقول الباحثون إن طاقة تدفق المياه عبر الأنابيب قد تكون أسهل في التركيب والصيانة من محطات الطاقة الكهرومائية، وقد تكون مناسبة للمساحات الحضرية مثل أسطح المنازل.
المصدر: عربي21
كلمات دلالية: سياسة اقتصاد رياضة مقالات صحافة أفكار عالم الفن تكنولوجيا صحة تفاعلي سياسة اقتصاد رياضة مقالات صحافة أفكار عالم الفن تكنولوجيا صحة تفاعلي تكنولوجيا علوم وتكنولوجيا علوم وتكنولوجيا قطرات المطر كهرباء الطاقة كهرباء طاقة مطر قطرات المزيد في تكنولوجيا علوم وتكنولوجيا علوم وتكنولوجيا علوم وتكنولوجيا علوم وتكنولوجيا علوم وتكنولوجيا علوم وتكنولوجيا سياسة تكنولوجيا تكنولوجيا تكنولوجيا تكنولوجيا تكنولوجيا سياسة اقتصاد رياضة صحافة قضايا وآراء أفكار عالم الفن تكنولوجيا صحة عبر الأنابیب قطرات المطر تدفق المیاه عبر أنبوب
إقرأ أيضاً:
الإمارات تشارك في قمة الطاقة الشبابية السابعة لدول البريكس
شارك وفد دولة الإمارات، برئاسة وزارة الطاقة والبنية التحتية، في أعمال قمة الطاقة الشبابية السابعة لمجموعة دول "بريكس"، التي استضافتها جمهورية البرازيل، بمشاركة وفود شبابية تمثل نخبة من الخبراء والمهنيين من الدول الأعضاء والدول المدعوة.
وضم الوفد ممثلين عن عدد من الجهات الوطنية الرائدة في قطاع الطاقة، شملت دائرة الطاقة - أبوظبي، وشركة بترول أبوظبي الوطنية "أدنوك" والمؤسسة الاتحادية للشباب، وشركة مياه وكهرباء الإمارات، وهيئة كهرباء ومياه وغاز الشارقة.
وتأتي هذه المشاركة في إطار جهود الدولة المستمرة لتعزيز التعاون الدولي، وتمكين الشباب، واستعراض ريادتها في مجال تحول الطاقة، بما ينسجم مع الهدف السابع من أهداف التنمية المستدامة، والمتمثل في ضمان حصول الجميع على خدمات طاقة موثوقة ومستدامة وحديثة بأسعار معقولة.
وشارك الوفد كمتحدث رئيسي في الجلسة الحوارية "التطورات التكنولوجية من أجل أنظمة طاقة منخفضة الكربون -Technological Advancements for Low-Carbon Power Systems"، حيث تم استعراض التقدم الذي أحرزته الدولة في تطوير أنظمة طاقة ذكية ومرنة تعتمد على الوقود منخفض الكربون، مثل الهيدروجين النظيف، والطاقة الشمسية، ووقود الطيران المستدام.
أخبار ذات صلة
كما سلط الوفد الضوء على السياسات والمبادرات الوطنية الرائدة، وعلى رأسها استراتيجية الإمارات للطاقة 2050، والاستراتيجية الوطنية للهيدروجين 2050، بالإضافة إلى التزام الدولة بتنفيذ مخرجات "اتفاق الإمارات التاريخي" الذي تحقق في مؤتمر الأطراف في اتفاقية الأمم المتحدة الإطارية بشأن تغير المناخ "COP28"، الذي عقد في مدينة إكسبو دبي أواخر عام 2023، والذي يدعو إلى الانتقال العادل والمنظم بعيدًا عن الوقود الأحفوري، وتوسيع نطاق تقنيات الطاقة المتجددة، وتحقيق الحياد المناخي بحلول عام 2050.
وأكد الوفد أهمية الاستثمار في التكنولوجيا والابتكار، وبناء القدرات الوطنية، وتمكين الشباب لقيادة التحول العالمي نحو أنظمة طاقة منخفضة الانبعاثات.
كما تم استعراض قصص نجاح إماراتية في مجالات الطاقة النظيفة والبحث والتطوير، تُشكّل نماذج ملهمة لدول "بريكس" والعالم.
وفي ختام المشاركة، جدد الوفد تأكيد التزام دولة الإمارات بتعزيز التعاون مع شركائها الدوليين ضمن مجموعة "بريكس"، من أجل بناء مستقبل أكثر أمنًا، واستدامة، وشمولية في قطاع الطاقة.
المصدر: وام
وزيرة البيئة تناقش مع المديرة التنفيذية لبرنامج الأمم المتحدة للبيئة آخر مستجدات مفاوضات معاهدة البلاستيك