الرئيسة / عــلــوم و تـكـنــولـوجـيــا / باحثون يطورون جهازا جديدا لتحويل حرارة المخلفات إلى طاقة

باحثون يطورون جهازا جديدا لتحويل حرارة المخلفات إلى طاقة

الجمعة 21 أبريل 2017 04:51 م

جهاز جديد يحصد الطاقة من حرارة المخلفات قد يغير قطاع الطاقة النظيفة جذريا

طور فريق من الباحثين جهازًا يحصد الطاقة من حرارة المخلفات من خلال التقاط الأطوال الموجية للأشعة تحت الحمراء.
وأوضحوا عملهم في دورية أوبتيكا. يهدف جهازهم إلى تحسين "الثيرموفوتوفولتايكس" وهي خلايا شمسية تعتمد على الأشعة تحت الحمراء أو الحرارة عوضًا عن الضوء المرئي.
جهاز الثيرموفوتولتايكس الضئيل مكون من مصفوفة أبعادها 8×8 من البكسلات المُتحكم بها فرديًا، وأبعاد كل منها 120×120 ميكرون، يستخدم مواد اصطناعية غير موجودة في الطبيعة، تمتلك خواصًا مميزة تُدعى "فوق المواد"، وأنظمة كهروميكانيكية نانوية. 
واستخدم الباحثون تحديدًا أنظمة كهروميكانيكية ميكروية تقدم حركة يمكن التحكم بها إلكترونيًا، ومادة فائقة تم هندستها لتمتص وتُصدر أطوال موجية من الأشعة تحت الحمراء بصورة عالية الفعّالية.
يشرح الباحث ويلي ج. باديلا من جامعة دوك في كارولاينا الشمالية، نتيجة أننا قادرون على التحكم بإصدارات طاقة الأشعة تحت الحمراء، قد يقدم مُصدر الأشعة تحت الحمراء الجديد هذا طريقة مخصصة لجمع الطاقة من الحرارة.
ويمكن استخدام هذا الجهاز لتحويل الحرارة المتولدة من السيارات إلى طاقة تشحن بطارية السيارة.
وإلى جانب حصد الطاقة من حرارة الأشعة تحت حمراء الضائعة، قد يستخدم هذا الجهاز أيضًا كمصدر للأشعة تحت الحمراء، يمكن تعديل خواصه بناء على كل بكسل على حدة والتحكم به لإصدار الطاقة لأن الجهاز قابل لإعادة الضبط. ولا تحتاج المواد المستخدمة إلى درجات حرارة مرتفعة للتشغيل، ما يتيح استخدامه في العديد من التطبيقات الممكنة خارج المختبر.
ويضيف باديلا: بالإضافة إلى إمكانية التشغيل بدرجة حرارة الغرفة، يؤدي استخدام فوق المواد إلى تبسيط الاستفادة من مجال الطول الموجي، من الأشعة تحت الحمراء إلى الطيف المرئي أو الترددات المنخفضة، وذلك لأن خواص الجهاز ناتجة عن تصميمه وليس عن الطبيعة الكيميائية للمواد المستخدمة والمكونة للجهاز.
إجمالًا هو جهاز قادر على إنتاج الطاقة واستهلاكها بصوة فعّالة، فهو يستخدم الحرارة من الأطوال الموجية للأشعة تحت الحمراء، ويحوّلها إلى طاقة تسمح له بالعمل كمُصدر للأشعة تحت الحمراء.

وبصفته جهازًا مُصدرًا للأشعة تحت الحمراء يمكن إيجاد استخدامات عديدة له، منها التعرّف على الأصدقاء من الأعداء في الأوضاع القتالية، أو للتمويه بالأشعة تحت الحمراء، أو حتى كجهاز إسقاط يعتمد على تلك الأشعة.