دانشمندان برگ‌های نیلوفر آبی را به مولدهای پیوسته برق تبدیل کردند

دانشمندان چینی یک ژنراتور انرژی توسعه داده‌اند که از تعرق گیاهان برای تولید برق استفاده می‌کند.

روش تولید برق هیدروولتاژیک القا شده توسط تعرق برگ‌های زنده، پتانسیل زیادی برای تبدیل برگ‌ها به یک منبع برق پایدار و پیوسته دارد.

تیم دانشگاه کشاورزی و جنگل‌داری فوجیان این ژنراتور را با استفاده از برگ نیلوفر آبی برای تامین برق دستگاه‌های کوچک نمایش داده‌اند که امکان ایجاد شبکه‌های برق با قدرت گیاه‌پایه را فراهم می‌کند.

تیم در مقاله پژوهشی نوشت: «این مطالعه نه تنها اثر هیدروولتاژیک بی‌سابقه تعرق برگ را کشف کرده است، بلکه دیدگاه جدیدی برای پیشبرد فناوری‌های انرژی سبز ارائه می‌دهد».

برداشت تعرق

برق هیدروولتاژیک از حرکت آب بر روی سطح جامد تولید می‌شود، اما دستگاه‌های فعلی به منبع آب پیوسته نیاز دارند که استفاده از آن‌ها را به مناطق نزدیک رودخانه‌ها یا سدها محدود می‌کند.

با این حال، فرآیند طبیعی تعرق در گیاهان که شامل حرکت آب از ریشه به برگ‌ها و تبخیر آن است، انرژی پنهان زیادی دارد و به ندرت برای تولید نیرو استفاده شده است.

پژوهشگران دستگاه نمونه‌ای توسعه داده‌اند که از تعرق برگ نیلوفر آبی زنده برق تولید می‌کند. آن‌ها تخمین می‌زنند که برداشت انرژی تعرق از گیاهان در سراسر جهان می‌تواند سالانه ۶۷.۵ تراوات ساعت برق تولید کند.

تیم ادعا می‌کند که با تحقیقات بیشتر و پیشرفت‌های فنی, این روش پتانسیل تبدیل شدن به یک منبع انرژی تجاری و گسترده را دارد.

به گزارش South China Morning Post ( SCMP ), این روش مزایای کلیدی مانند پایداری, دوستی با محیط زیست و هزینه‌های پایین دارد که آن را به گزینه‌ای امیدبخش برای تولید برق بدون وابستگی به منابع بزرگ آب تبدیل می‌کند.

پژوهشگران تأکید می‌کنند که یک ژنراتور مبتنی بر تعرق نسبت به سیستم‌های هیدروولتاژیک سنتی مزایایی شامل تجهیزات ساده‌تر، هزینه‌های کمتر و عدم نیاز به منبع آب بزرگ دارد. این ژنراتور همچنین می‌تواند به عنوان یک راه‌حل انرژی برای مناطق دور افتاده مانند مناطق کشاورزی که نیاز به زیرساخت‌های گسترده ندارند، خدمت کند.

نوآوری در انرژی

تیم، ژنراتور تعرق برگ نیلوفر (LTG) را با قرار دادن یک الکترود مش تیتانیومی در سطح بالایی یک برگ نیلوفر آبی به عنوان کاتد و وارد کردن یک الکترود سوزن تیتانیومی به ساقه برگ به عنوان آند، توسعه داده‌اند.

در زمان تعرق، یک شیب پتانسیل آبی بین روزنه‌های سطح برگ و ریشه‌های گیاه ایجاد می‌شود. این حرکت آب به بالا، تفاوت پتانسیل الکتریکی بین الکترودها ایجاد می‌کند، که امکان تولید برق پیوسته، به ویژه در شرایط آفتابی، فراهم می‌کند.

عملکرد دستگاه تحت تأثیر عوامل مختلف قرار دارد. قطر ساقه ضخیم‌تر، انتقال آب را افزایش داده و تولید انرژی را تقویت می‌کند، در حالی که دماهای بالاتر تولید را افزایش می‌دهد.

با این حال، رطوبت بالاتر کارایی را کاهش می‌دهد. برای استفاده تجاری گسترده‌تر، چالش‌هایی مانند بهبود کارایی تولید برق یک برگ، بهینه‌سازی جمع‌آوری و ذخیره انرژی، و گسترش سناریوهای کاربرد باید مورد توجه قرار گیرند.

پژوهش نشان می‌دهد که با اتصال گیاهان و برگ‌های متعدد، یک شبکه توزیع برق تشکیل می‌شود که تولید انرژی کلی را افزایش می‌دهد. این فناوری پتانسیل کاربرد در اینترنت انرژی، شبکه‌های هوشمند، اینترنت اشیا و شبکه‌های حسگر را دارد، گزارش SCMP.

تیم همچنان در مراحل ابتدایی است و بر روی بهبود تماس بین گیاه و الکترود، درک نقش تعرق گیاهی در تولید برق و یکپارچه‌سازی LTG با سایر منابع انرژی‌های تجدیدپذیر مانند باد و خورشید تمرکز دارد.

آزمایش‌ها بر روی انواع مختلف گیاهان نشان داد که آن‌ها می‌توانند برق تولید کنند، که پتانسیل گسترده تولید برق با تعرق گیاهی را نشان می‌دهد.

جزئیات تحقیقات تیم در مجله Nature منتشر شده است.