به گزارش سرویس ترجمه خبرگزاری ایمنا، پژوهشگران چینی با توسعه نسل جدیدی از نانوژنراتورهای تریبوالکتریک، موفق به تبدیل انرژی امواج دریا به برق شدهاند که میتواند به شکل پایدار و بیپایان انرژی دریایی تولید کند. این فناوری نوظهور که بر پایه شش طراحی ساختاری پیشرفته است، بازدهی تبدیل انرژی را بهمیزان قابلتوجهی افزایش میدهد و با سازگاری بالا با محیطهای دریایی، افقهای تازهای در حوزه انرژی تجدیدپذیر دریاها گشوده است.
انقلابی در تولید برق از امواج دریا
تحقیقات انجامشده توسط تیمی مشترک از مؤسسه انرژی نانو و نانوسیستمهای پکن و دانشگاه گوانگشی، به معرفی شش ساختار نوآورانه برای نانوژنراتورهای تریبوالکتریک (TENG) اختصاص پیدا کرده است. این ساختارها ضمن افزایش بازده خروجی داخلی دستگاه، قابلیت تطابق با شرایط سخت و متغیر محیط دریایی را دارند. نتایج این پژوهش به بررسی عملکرد الکتریکی این دستگاهها تحت شرایط مختلف از جمله امواج شبیهسازی شده، موتوری و محیط واقعی دریا پرداخته و دوام و استحکام مکانیکی این نانوژنراتورها را مورد ارزیابی قرار داده که برای کاربردهای دریایی بسیار حیاتی است.
یکی از نکات برجسته این تحقیق تاکید بر بهینهسازی ساختاری نانوژنراتورها و استفاده از سیستمهای هیبریدی است، طراحیهایی همچون ساختارهای کروی، زیستالهام و هیبریدی موجب افزایش قابلتوجه کارایی تبدیل انرژی شدهاند. از سوی دیگر ترکیب این نانوژنراتورها با فناوریهای دیگر همچون ژنراتورهای الکترومغناطیسی (EMG)، بازده سیستم را به ۱۱۷ درصد رسانده که نشاندهنده عملکرد بسیار کارآمد این سامانهها در محیطهای دریایی است.
از منظر طراحی کاربردی، پژوهشگران با استفاده از فناوریهایی همچون لایهبندیهای چندگانه، تاهای اوریگامی و قابهای مغناطیسی معلق، تراکم توان حجمی را به بیش از ۶۰۰ وات به ازای هر متر مکعب رساندهاند، رقمی که سه برابر بزرگتر از نمونههای اولیه نسل اول این دستگاههاست. این افزایش چشمگیر در بازدهی فضایی، ظرفیت تبدیل انرژی از حرکت متلاطم امواج، باد و حتی نور خورشید را بهصورت بهینه فراهم کرده است.
سیستمهای هیبریدی که امروزه بهعنوان راهکاری کارآمد برای برداشت انرژی امواج شناخته میشوند، ترکیبی از نانوژنراتورهای تریبوالکتریک به همراه ژنراتورهای الکترومغناطیسی، ژنراتورهای پیزوالکتریک و سلولهای خورشیدی را بهکار میگیرند. این فناوریها با پوشش طیف وسیع فرکانسی حرکات امواج و بهرهگیری از معماریهای کروی، دوجهتی و تنسگریتی، میتوانند تمام جهات حرکت آب را پوشش دهند و بیشترین میزان انرژی ممکن را استخراج کنند.
تمرکز پژوهشگران بر ادغام این فناوریها با زیرساختهای دریایی موجود همچون مزارع بادی و خورشیدی فراساحلی خواهد بود. این رویکرد میتواند سیستمهای ترکیبی پایدارتری برای تولید انرژی پاک از دریاها ایجاد کند. افزایش دوام، کارایی و طول عمر این نانوژنراتورها نیز از جمله اولویتهای کلیدی برای تجاریسازی گسترده آنها محسوب میشود. پیشرفتهای صورتگرفته در فناوری نانوژنراتورهای تریبوالکتریک نویدگر گامی بزرگ بهسوی منابع انرژی پایدار دریایی هستند. با ادامه تحقیقات و بهبود فناوری، دریاها میتوانند به مهمترین منابع انرژی تجدیدپذیر تبدیل شوند و سهم قابلتوجهی در تأمین برق پاک و پایدار برای نسلهای آینده ایفا کنند.
نظر شما