پارچه نازکی که از رطوبت هوا برق تولید می کند!

پارچه نازکی که از رطوبت هوا برق تولید می کند!

۲۸ مرداد ۱۴۰۱ - ۰۹:۱۰ زمان مطالعه : 3 دقیقه
سرویس علم و فناوری - تیمی از محققان طراحی و مهندسی دانشگاه ملی سنگاپور به تازگی یک پارچه نازک خود شارژ شونده طراحی کرده اند که می‌تواند با استفاده از رطوبت هوا برق تولید کند. این باتری تنها ۰.۳ میلی متر ضخامت دارد و قادر است با استفاده از نمک دریا، جوهر کربن و ژل مخصوص جاذب آب برق تولید کند.

به گزارش سرویس علم و فناوری برخط نیوز به نقل از فرارو - تصور کنید که بتوانید با استفاده از رطوبت هوای اطراف و اقلام در دسترس مانند نمک دریا و یک تکه پارچه برق تولید کنید و یا با استفاده از یک باتری به نازکی کاغذ، انرژی لوازم الکترونیکی روزمره را تامین کنید.

تیمی از محققان طراحی و مهندسی دانشگاه ملی سنگاپور به تازگی یک پارچه نازک خود شارژ شونده طراحی کرده اند که می تواند با استفاده از رطوبت هوا برق تولید کند. این باتری تنها ۰.۳ میلی متر ضخامت دارد و قادر است با استفاده از نمک دریا، جوهر کربن و ژل مخصوص جاذب آب برق تولید کند.

مفهموم دستگاه های MEG (تولید الکتریسیته مبتنی بر رطوبت) به معنای توانایی مواد مختلف برای تولید الکتریسیته در اثر تعامل با رطوبت موجود در هوا می باشد. این دستگاه ها به دلیل کاربردشان در دنیای واقعی از جمله در دستگاه های الکترونیکی پوشیدنی مانند مانیتور های سلامت، حسگر های الکترونیکی پوست و دستگاه های ذخیره سازی اطلاعات بسیار مورد توجه قرار گرفته اند.

پارچه نازکی که از رطوبت هوا برق تولید می کند!

یکی از چالش های اصلی فناوری های فعلی MEG عملکرد الکتریکی نامطلوب آنها در هنگام قرارگیری در رطوبت محیط است. در چنین شرایطی برق تولید شده توسط دستگاه های MEG معمولی برای تامین انرژی دستگاه های الکتریکی کافی و پایدار نخواهد بود. برای غلبه بر این چالش ها، یک تیم تحقیقاتی به سرپرستی استادیار «تان سویی چینگ» از دپارتمان علوم و مهندسی مواد، یک دستگاه جدید MEG را ابداع کرده اند. این دستگاه از یک لایه نازک پارچه پوشانده شده با نانوذرات کربنی تشکیل شده است.

در این مطالعه این تیم از پارچه ساخته شده از خمیر چوب و پلی استر استفاده کردند. دستگاه جدید تولید الکتریسیته مبتنی بر رطوبت از تفاوت رطوبت پارچه پوشانده شده توسط کربن در مناطق مرطوب و خشک برای ایجاد جریان الکتریکی استفاده می کند. نمک دریا به عنوان جاذب رطوبت در مناطق مرطوب استفاده می شود. ناحیه ای از این پارچه که با نوعی هیدروژل یونی هیگروسکوپیک پوشانده شده است، به عنوان منطقه مرطوب شناخته می شود.

ژل مخصوص جاذب آب که با استفاده از نمک دریا ساخته شده است، می تواند بیش از شش برابر وزن اصلی خود را جذب کند. این ژل برای جذب رطوبت از هوا استفاده می شود. انتهای دیگر این پارچه، ناحیه خشکی است که حاوی لایه هیدروژل یونی هیگروسکوپیک نمی باشد. دستگاه MEG با جدا کردن یون های نمک دریا الکتریسیته تولید می کنند. قسمت مرطوب این دستگاه آب را جذب می کند و یون های آزاد با بار مثبت (کاتیون ها) توسط نانوذرات کربنی که بار منفی دارند جذب می شوند. این اتفاق باعث ایجاد تغییراتی در سطح پارچه می شود و یک میدان الکتریکی در سراسر آن ایجاد می کند.

این تغییرات همچنین این امکان را به پارچه می دهد تا الکتریسیته را برای استفاده های بعدی ذخیره کند. پروفسور تان سویی چینگ می گوید: «با وجود این ساختار نامتقارن منحصر به فرد، عملکرد الکتریکی دستگاه MEG ما به طور قابل توجهی در مقایسه با فناوری های قبلی MEG بهبود یافته است و در نتیجه برق بسیاری از دستگاه های الکترونیکی رایج مانند مانیتور های سلامت و لوازم الکترونیکی پوشیدنی را تامین می کند.»

این دستگاه انعطاف پذیری بالایی از خود نشان داده و توانسته در مقابل فشار ناشی پیچیدن، تحرک و خم شدن مقاومت کند. جالب توجه است که انعطاف پذیری فوق العاده آن توسط محققان با تا کردن پارچه به شکل یک جرثقیل اوریگامی (کاغذی) بر عملکرد کلی این دستگاه تاثیری نداشت. دستگاه MEG به دلیل سهولت مقیاس پذیری و قابلیت تجاری آن کاربرد های فراوانی می تواند داشته باشد.

منبع: techxplore

منبع : فرارو

اخبار گوناگون در برخط