تولید برق از آب با الهام از یک اسباببازی
تاریخ انتشار: ۲ فروردین ۱۴۰۳ | کد خبر: ۳۹۹۹۰۱۱۶
یک اسباببازی به نام پرنده در حال آشامیدن که برای چندین دهه یکی از اصلیترین موارد حاضر در کلاسهای علوم بود، الهامبخش این پروژه پیشگامانه شد. این اسباببازی متشکل از دو حباب شیشهای است که توسط یک لوله حاوی متیلن کلرید به هم متصل شدهاند و از طریق یک مکانیسم ساده و در عین حال جذاب کار میکند. همانطور که آب حباب بالایی تبخیر میشود، اختلاف فشار ایجاد میکند و باعث میشود مایع در حباب پایین بالا آمده و پرنده به سمت جلو متمایل شود.
بیشتر بخوانید:
اخباری که در وبسایت منتشر نمیشوند!
به نقل از آیای، این حرکت تخیل دانشمندان، به ویژه هائو وو(Hao Wu)، استاد دانشگاه صنعتی چین جنوبی و اولین نویسنده این مطالعه را به خود جلب کرد.
او میگوید: من شروع به تفکر کردم که آیا میتوانیم انرژی تبخیر را ابتدا به انرژی مکانیکی و سپس آن را به الکتریسیته تبدیل کنیم.
از یک اسباببازی تا شگفتیهای فناورانهبه گزارش ایسنا، «وو» و همکارانش تصمیم گرفتند تا این اسباببازی عجیب و غریب را به یک تولیدکننده انرژی کاربردی تبدیل کنند. این گروه سیستمی ابداع کردند که قادر به جمعآوری انرژی مکانیکی تولید شده توسط حرکت پرنده بود.
آنها در آزمایشهای خود از ۲۰ عدد السیدی(LCD)، حسگرهای دما، ماشین حساب و سایر وسایل الکترونیکی کوچک استفاده کردند. در این آزمایشها به خروجی انرژی بیش از ۱۰۰ ولت دست یافتند که از سایر روشهای تولید برق مبتنی بر آب بیشتر بود.
با این حال، مسیر موفقیت آنها خالی از چالش نبود. یکی از موانع مهمی که محققان با آن مواجه بودند، اصطکاک درون ژنراتور بود که کارایی را مختل میکرد.
برای رفع این مشکل، محققان الیاف طرحدار را به عنوان مواد انتقال بار در ماژولهای نانو ژنراتور چسباندند. این الیاف اصطکاک را به میزان قابل توجهی کاهش دادند تا دستگاه به راحتی کار کند.
این گروه میخواهند به اصلاح اختراع خود و جستجوی کاربردهای مختلف برای آن بپردازند. محققان بر این باورند که با تمرکز بر کاربردی بودن و مقیاس پذیری، قادر خواهند بود محصولی را ارائه دهند که قادر به رفع نیازهای انرژی در دنیای واقعی باشد.
جزئیات این مطالعه در مجله «Device» منتشر شده است.
کانال عصر ایران در تلگراممنبع: عصر ایران
کلیدواژه: تولید برق اسباب بازی اسباب بازی
درخواست حذف خبر:
«خبربان» یک خبرخوان هوشمند و خودکار است و این خبر را بهطور اتوماتیک از وبسایت www.asriran.com دریافت کردهاست، لذا منبع این خبر، وبسایت «عصر ایران» بوده و سایت «خبربان» مسئولیتی در قبال محتوای آن ندارد. چنانچه درخواست حذف این خبر را دارید، کد ۳۹۹۹۰۱۱۶ را به همراه موضوع به شماره ۱۰۰۰۱۵۷۰ پیامک فرمایید. لطفاً در صورتیکه در مورد این خبر، نظر یا سئوالی دارید، با منبع خبر (اینجا) ارتباط برقرار نمایید.
با استناد به ماده ۷۴ قانون تجارت الکترونیک مصوب ۱۳۸۲/۱۰/۱۷ مجلس شورای اسلامی و با عنایت به اینکه سایت «خبربان» مصداق بستر مبادلات الکترونیکی متنی، صوتی و تصویر است، مسئولیت نقض حقوق تصریح شده مولفان در قانون فوق از قبیل تکثیر، اجرا و توزیع و یا هر گونه محتوی خلاف قوانین کشور ایران بر عهده منبع خبر و کاربران است.
خبر بعدی:
دردسرهای افزایش بیش از حد انرژیهای تجدیدپذیر برای آینده
بهرهوری انرژی برای آیندهای پایدار حیاتی است، با این حال افزایش بیش از حد استفاده از انرژیهای تجدیدپذیر بدون وجود زیرساختهای کارآمد و مدیریت مصرف، جهان را با مشکلات بسیار مواجه میکند.
به گزارش سرویس ترجمه خبرگزاری ایمنا، اتلاف انرژی یک مشکل بزرگ است و حدود سهچهارم انرژی جهانی به دلیل سیستمها یا زیرساختهای ناکارآمد و رفتارهای مصرف نادرست هدر میرود. بهرهوری انرژی اغلب به نفع افزایش ظرفیت انرژی تجدیدپذیر نادیده گرفته میشود، حال آنکه بهبود آن و کاهش اتلاف انرژی میتواند انتشار کربن را پایین آورد، در هزینهها صرفهجویی کند و بار تولید انرژی سبز را کاهش دهد. از آنجا که دولتها بر توسعه ظرفیت انرژیهای تجدیدپذیر خود تمرکز میکنند، بسیاری از آنها یک عنصر حیاتی برای تقویت امنیت انرژی پاک یعنی مدیریت زبالههای انرژی را نادیده میگیرند.
دردسرهای افزایش اتکا به انرژیهای تجدیدپذیرکشورها در سراسر جهان باید سیستمهای موجود خود را اصلاح کنند تا اطمینان حاصل شود که انرژی در حملونقل و استفاده از بین نمیرود و شبکههای برق آماده پذیرایی از پروژههای انرژی پاک جدید میشوند که انتظار میرود طی دهههای آینده ارائه شوند.
این توسعه نیازمند تمرکز بیشتر بر کاهش اتلاف انرژی به جای افزایش ظرفیت انرژی تجدیدپذیر است، زیرا جایگزینی انرژیهای فسیلی با انرژیهای تجدیدپذیر بدون توجه به کارآمدی و کاهش مصرف در عمل بیفایده خواهد بود. یکی از موارد مشکلساز در این زمینه برای اروپا، عرضه بیش از حد پنلهای خورشیدی از چین بهدنبال افزایش اهداف ظرفیت انرژی خورشیدی خود توسط دولتها است.
چین در تولید مقادیر زیادی پنل با هزینه کم بسیار موفق بوده است. این امر به تولید بسیار کمتر پنلهای خورشیدی در مناطق گرانتر مانند اروپا و اتکای بیشتر به چین برای تهیه پنلهای خورشیدی در سراسر جهان منجر شده و رقابت تولیدکنندگان داخلی را با مشکل مواجه کرده است. به این ترتیب دولتها به فکر وضع تعرفههایی بر صادرات انرژیهای تجدیدپذیر چین هستند که به زودی به ایالات متحده نیز راه پیدا خواهد کرد.
انتظار میرود چین مقادیر زیادی پنلهای خورشیدی را به کشورهای سراسر جهان بفروشد و به آنها امکان توسعه پروژههای انرژی خورشیدی کمهزینه را بدهد. این امر نشاندهنده پیشرفت چشمگیر در فناوری انرژی خورشیدی است، با این حال میتواند منجر به اتکای بیش از حد به افزایش ظرفیت به جای بهبود کارایی در تمام منابع انرژی و کاهش مصرف انرژی شود.
بهرهوری انرژی از لحاظ تاریخی بیشترین سهم را در کاهش گازهای گلخانهای به ارمغان آورده است. معرفی مجدد آن برای عصر انرژیهای تجدیدپذیر و دستیابی به اهداف کربنصفر خالص تا سال ۲۰۵۰، بشر را قادر میسازد تا به این روند ادامه دهد.
برخورداری از شانس مبارزه با تغییرات آبوهوایی و پایبندی به توافقنامه پاریس در سال ۲۰۱۵ برای رسیدن به هدف کربنصفر خالص و حفظ گرمایش جهانی به زیر ۱.۵ درجه سانتیگراد، نیازمند بهرهوری انرژی است. بهرهوری انرژی میتواند یکسوم صرفهجویی کربن مورد نیاز را تا رسیدن به کربنصفر خالص تأمین کند و با برقرسانی هرچه بیشتر سیستم انرژی خود، ایجاد انعطافپذیری در عرضه، تقاضا و ذخیرهسازی انرژی و استفاده مجدد از گرمای اتلافشده، کارایی انرژی را افزایش میدهد.
بهرهوری انرژی در اروپامهندسی سیستم انرژی آینده نشان میدهد که اتحادیه اروپا و بریتانیا ممکن است بتوانند با به حداکثر رساندن پتانسیل تقاضا، هزینههای اجتماعی سالانه ۱۱.۲ میلیارد دلاری را تا سال ۲۰۳۰ و ۱۶.۶ میلیارد دلاری را تا سال ۲۰۵۰ کاهش دهند. این انعطافپذیری به این مناطق کمک میکند تا انتشار گاز کربندیاکسید خود را تا حدود ۴۰ میلیون تن کاهش دهند و تولید برق از گاز طبیعی را به میزان ۱۰۶ تراوات ساعت یا حدود یکپنجم مصرف گاز طبیعی اتحادیه اروپا برای تولید برق نسبت به سال ۲۰۲۲ کاهش دهد. انتقال از سوختهای فسیلی به یک سیستم کاملاً الکتریکی میتواند تا ۴۰ درصد از مصرف انرژی نهایی را کاهش دهد.
بهرهوری انرژی در فناوریهای نوظهوراطمینان از بهرهوری انرژی در فناوریهای نوظهور نیز بسیار مهم است. بازار هیدروژن با سرعتی بالا در حال رشد است، زیرا دولتها و شرکتها در سراسر جهان به دنبال جایگزینهای سوخت پاکتر برای نیرو دادن به صنایعی مانند تولید و هوانوردی هستند. تبدیل انرژی تجدیدپذیر به هیدروژن از طریق الکترولیز به مقادیر زیادی انرژی نیاز دارد که بسیاری معتقدند بهتر است بهطور مستقیم بهعنوان برق مورد استفاده قرار گیرد. بنابراین جهان باید فناوریهای الکترولیز با راندمان بالا را برای بهبود فرآیند تبدیل و تمرکز بر کاهش تقاضا برای هیدروژن توسعه دهد. به این ترتیب یکپارچهسازی استراتژیک بخشهایی که گرمای اضافی را برای کاهش تقاضای انرژی و افزایش کارایی به کار میبرند، ممکن و ضروری است.
تا پایان دهه تا ۵۳ درصد از انرژی ورودی جهانی بهعنوان گرمای اضافی هدر میرود، اما این گرما میتواند برای تأمین انرژی ماشینآلات و همچنین گرمایش ساختمانها و آب استفاده میشود.
سیستمهای انرژی موجود در سطح جهانی بسیار ناکارآمد هستند و تقاضای انرژی در جهان همچنان در حال افزایش است. بنابراین، دولتها در تلاش هستند تا به سرعت منابع انرژی موجود را با انرژیهای تجدیدپذیر جایگزین کنند تا از تلاشهای کربنزدایی حمایت کنند. در این میان برای کاهش ناکارآمدیها و مهار مصرف غیرضروری انرژی، کار چندانی انجام نمیشود. بهبود بهرهوری انرژی و کاهش استفاده بیش از حد به کاهش انتشار کربن و همچنین کاهش بار دولتهایی که به دنبال افزایش تولید انرژی سبز با سرعتی ناپایدار هستند، کمک میکند.
کد خبر 748687