تولید برق از امواج الکترومغناطیس تا 37 درصد

دانشمندان دانشگاه دوک با طراحی یک مدار الکتریکی و افزودن آن به دستگاه‌های طراحی شده برای برداشت انرژی تابش‌های الکترومغناطیسی محیط توانسته‌اند انرژی مایکروویو را از منابع مختلفی مانند ماهواره، صوت و سیگنال‌های Wi-Fi جمع‌آوری کرده و آنها را به الکتریسیته تبدیل کنند. محققان می‌گویند این ابزار انرژی اتلاف شده را به ولتاژ جریان مستقیم و با کارایی مشابه سلول‌های خورشیدی تبدیل می‌کند.

به گزارش "برق نیوز" الکساندر کاتکو و آلن هاوکز، دو دانشجوی دانشگاه دوک ضمن همکاری با استیون کامر، پروفسور مهندسی برق و کامپیوتر و محقق ارشد دانشگاه دوک و به وسیله پنج هدایتگر انرژی از جنس مس و فایبرگلاس که به شکل یک ارائه پنج تایی به یک بورد الکتریکی متصل شده اند موفق به ساخت این ابزار شدند.

طراحان گفته اند، در نتیجه این کار مدار الکتریکی قادر به برداشت امواج مایکروویو و تبدیل آنها به 7.3 ولت انرژی الکتریکی است. آنها این مقدار را با شارژهای USB موبایل مقایسه کرده اند که حدود 5 ولت نیرو تولید می کند. هاوکز می گوید هدف ما رسیدن به بیشترین میزان انرژی بود. در ابتدا بهره وری تبدیل به این روش بین 6 تا 10 درصد بود اما در ادامه ما توانستیم بهره وری را به طرز چشمگیری افزایش داده و آن را به 37 درصد برسانیم که این مقدار قابل مقایسه با کارایی سلول های خورشیدی است.

محققان می گویند این آرایه فرامواد را می توان به گونه ای تنظیم کرد که علاوه بر برداشت انرژی از امواج مایکروویو، گستره ای از فرکانس ها مانند ارتعاشات و امواج صوتی را برای تولید الکتریسیته استفاده کند. کاتکو می گوید: تاکنون کار زیادی به صورت تئوریک روی فرامواد در این زمینه انجام شده بود، اما ما با کمی کار نشان دادیم این مواد می تواند کاربردهای مصرفی زیادی داشته باشد.

خواص فرامواد به گونه ای است که اجازه طراحی انعطاف پذیری را به محققان می دهد که با موجگیرهای معمولی امکان آن نیست. زمانی که موجگیرهای (آنتن های) سنتی در فضایی که با هم در ارتباط هستند به هم نزدیک تر می شوند در عملکرد یکدیگر اختلال ایجاد می کنند. کاتکو معتقد است، فرآیند به کار گرفته شده در طراحی فرامواد چنین معضلاتی را در نظر گرفته و به آنها اجازه می دهد برخلاف آنتن ها و بدون ایجاد مزاحمت برای یکدیگر براحتی در کنار هم کار کنند. کاتکو معتقد است که می توان سقف یک اتاق را با پوششی از این مواد پوشاند تا سیگنال های Wi-Fi را گرفته و دیگر منابع انرژی هدررفته ناشی از کاربردهای خانگی را بازیابی کند و بهره وری انرژی را ارتقا دهد.

اما یکی از کاربردهای بالقوه و جالب این طرح، جاسازی این فرامواد برداشت کننده انرژی در داخل موبایل هاست. محققان معتقدند که با اندکی تغییر در فناوری های موجود این کار امکان پذیر بوده و به افرادی که در نقاط دور دست هستند اجازه می دهد تا از برج های تلفن همراه (آنتن های بی. تی. اس) الکتریسیته لازم را به دست آورند.

کامر معتقد است که طرح آنها ارائه کننده روشی ساده و ارزان برای جمع آوری انرژی الکترومغناطیسی است. زیبایی این طرح این است که بخش های اصلی آن خودکفا و قابل افزایشند. در واقع می توان بسادگی با افزایش بلوک های بیشتر الکتریسیته به دست آمده را افزایش داد و به این ترتیب می توان با مجموعه ای از بلوک ها و تنظیم آنها، انرژی ماهواره هایی را که از روی سر ما در گذر هستند به الکتریسیته تبدیل کرد. اگرچه با این روش نمی توان نیروی زیادی برداشت کرد اما محققان معتقدند این مقدار برای تامین انرژی مورد نیاز شبکه حسگر از راه دور که برای جمع آوری اطلاعات در مکان های دور دست استفاده می شوند، کافی است.

منبع: جام جم آنلاین