تک جدید دریچه‌ای به دنیای بزرگ فناوری
به تازگی دانشمندان توانسته‌اند به کمک بارش باران، راهی برای تولید برق پیدا کنند؛ آن‌ها با عبور دادن قطرات باران از لوله‌های باریک پوشیده شده با پلیمر، انرژی الکتریکی تولید کردند. این روش جدید حتی با بارش‌های سبک هم قابل استفاده است و می‌تواند مسیر جدیدی برای تولید انرژی پاک و ارزان قیمت باشد. جزئیات بیشتر را در شهر سخت افزار دنبال کنید.
در ابتدا برای اینکه این فناوری را بهتر درک کنید، باید با یک اصل ساده از فیزیک آشنا شوید: زمانی که دو ماده مختلف با هم تماس پیدا می‌کنند یا از کنار یکدیگر عبور می‌کنند می‌توانند بار الکتریکی تولید کنند. احتمالا این پدیده را در تماس بادکنک با موهایتان دیده باشید، زمانی که بادکنک بعد از تماس با موها به دیوار می‌چسبد. به این پدیده الکتریسیته ساکن گفته می‌شود.
به گزارش SciTechDaily، در این پدیده هم دقیقا از همین اصل استفاده شده و دانشمندان موفق شدند با عبور دادن قطرات آب از یک لوله باریک و بلند، برق تولید کنند. این لوله 2 میلی متر قطر و 32 سانتی متر ارتفاع دارد و دیواره داخلی آن هم با یک پلیمر خاص پوشیده شده است، زمانی که قطرات باران وارد این لوله‌ها می‌شوند به دلیل برخورد و اصطکاک قطرات با سطح لوله، بار الکتریکی تولید می‌شود.
اما نکته بسیار جالب و هوشمندانه، شکل جریان آب است، در این روش، آب به صورت جریان یکنواخت وارد لوله نمی‌شود و بجای آن در قالب قطرات جدا از هم یا به اصطلاح Plug flow حرکت می‌کند. در واقع داخل لوله، ستون‌هایی از آب پشت سر هم حرکت می‌کنند و در بین آن‌ها حباب‌های هوا وجود دارد که اجازه نمی‌دهد قطرات باهم ترکیب شوند، در نتیجه شارژ الکتریکی به طور منظم‌تری در آب توزیع می‌شود و بیشتر از حالت عادی برق تولید می‌شود.
برای استفاده از این برق تولید شده هم دو سیم فلزی در بالا و پایین لوله نصب شده است، یکی در محلی که آب وارد می‌شود و دیگری در انتهای لوله که آب در آن قسمت جمع می‌شود. اختلاف بار بین این دو نقطه، باعث تولید ولتاژ و ایجاد جریان برق می‌شود.
جالب است بدانید که این فناوری آنقدر کارآمد است که تنها با جریان قطره‌ای بسیار کند هم می‌توان 12 چراغ LED را روشن کرد. بدون نیاز به توربین، سد و حتی سوخت‌های فسیلی!
100000 برابر تولید برق بیشتر نسبت به روش‌های سنتی
در روش‌های سنتی برای تولید برق از آب، حجم زیادی از آب در جریان پیوسته و فشار بالا نیاز است. این یعنی فقط در مناطقی که رودخانه یا منابع آبی پرحجم وجود دارد، این روش پاسخگو خواهد بود. اما در بسیاری از مناطق خشک و کویری منابع آبی وجود ندارد و این روش نمی‌تواند برای تولید برق مناسب باشد.
از طرفی برخی از دانشمندان تلاش کرده بودند تا با استفاده از کانال‌های خیلی باریک که اندازه‌ای در حد میکرو و نانو دارند، به کمک مقدار بسیار کمی از آب برق تولید کنند. اما این روش یک مشکل بسیار بزرگ دارد: آب به سختی از این کانال‌ها عبور می‌کند و برای عبور دادن آن هم باید انرژی مصرف کرد که عملا این روش را بی فایده می‌کند.
اما روش جدید Plug Flow راه حل ساده و هوشمندانه‌ای ارائه داده است، به جای فشار دادن آب از میان کانال‌های نانویی، کافی است که چند قطره باران از لوله‌های معمولی عبور کند تا جریان برق تولید شود.
طبق آزمایش‌های انجام شده، این روش موفق شده بیش از 10 درصد از انرژی قطرات در حال سقوط را به برق تبدیل کند که در مقایسه با جریان آب پیوسته، تا صدهزار برابر برق بیشتری تولید می‌شود. از طرفی این فناوری با قطرات کند باران هم کار می‌کند و هرچه تعداد بیشتری از لوله‌ها را داشته باشید برق بیشتری هم تولید می‌کنید.
جدا از همه این‌ها، هزینه ساخت چنین لوله‌هایی بسیار پایین است و به راحتی می‌توان این فناوری را در هر محلی استفاده کرد.
آیا می‌توان از این فناوری در مقیاس بزرگ استفاده کرد؟
شاید این سوال برای شما هم پیش آمده باشد که آیا واقعا می‌توان با چند قطره باران برق تولید کرد آن هم در حدی که برای استفاده شهری یا صنعتی مناسب باشد؟ خب پاسخ دانشمندان این پروژه به این سوال مثبت است، البته به شرط مقیاس سازی درست.
در آزمایش‌ها مشخص شد که زمانی که تنها 4 لوله باریک به صورت همزمان به سیستم وصل بشوند، می‌توانند 12 چراغ LED را به مدت 20 ثانیه روشن نگه دارند، آن هم فقط با چند قطره آب! حالا اگر صدها یا هزاران لوله از این نوع روی سقف ساختمان نصب شوند، آن وقت حجم قابل توجهی برق می‌توان تولید کرد.
نکات مثبت این سیستم این است که نیازی به پمپ یا موتور ندارد و هزینه آن هم بسیار پایین است، از طرفی به راحتی در هرجایی قابل نصب است.
محققان می‌گویند این فناوری برای مناطقی که بارش پراکنده دارند هم می‌تواند به عنوان منبع مکمل تولید برق استفاده شود و حتی می‌توان آن را به پنل‌های خورشیدی یا سیستم‌های جمع آوری آب باران متصل کرد تا هم بتوان از آب و نور خورشید برق تولید کرد و هم آب باران را ذخیره کرد.
