علماء سويسريون يبتكرون أرضية خشبية تحوّل خطوات القدم لطاقة كهربائية! قادرة على إضاءة مصابيح “ليد”
الابتكار الجديد استفاد فيه العلماء من مصدر طاقة غير متوقع، وهو الأرضيات الخشبية، فقد طوَّر الفريق السويسري جهازاً لحصد الطاقة يستخدم الخشب مع مزيجٍ من طلاء السيليكون والبلورات النانوية المدمجة لإنتاج طاقة تكفي لتشغيل مصابيح LED أو أجهزة إلكترونية صغيرة.
حيث يعتمد هذا الجهاز، المسمى بـ”المولّد النانوي”، على ضغط قطعتين من الخشب بين أقطاب كهربائية.
شحن بالكهرباء
تصبح قطعتا الخشب مشحونتين كهربائياً بالتلامس والانفصال عند الضغط عليهما عبر ظاهرةٍ تسمى تأثير كهرباء الاحتكاك. ويحدث هذا التأثير عندما تنتقل الإلكترونات من جسم إلى آخر، على غرار الكهرباء الساكنة التي تتولد عند حكِّ شعرك بقطعة بالون لبضع ثوانٍ أو تمرير مشط بلاستيكي عبر الشعر.
أوضح غويدو بانزاراسا، وهو كبير الباحثين المشاركين في الدراسة وقائد فريق بحثي بالمعهد الفيدرالي السويسري للتكنولوجيا في زيورخ، أنه إذا كانت مادة الاحتكاك مشحونة بشحنة موجبة فإنها تميل إلى فقد الإلكترونات، وإذا كانت سالبة فإنها تميل إلى جذب الإلكترونات. لكن “الخشب ليس لديه ميل قوي لفقد أو جذب الإلكترونات. ولذلك فهو مادة شحيحة القدرة على توليد الكهرباء بالاحتكاك، لكنه مادة بناء ممتازة”.
في معرض التوضيح للإضافة التي يطرحها ابتكارهم العلمي، قال بانزاراسا إنهم حاولوا تعزيز قدرة الخشب على توليد الكهرباء عن طريق تغطية إحدى قطعتي الخشب في التجربة بمادة السيليكون المعروفة باكتساب الإلكترونات عند التلامس، وتغطية القطعة الأخرى بالبلورات النانوية المعروفة بميلها إلى فقد الإلكترونات.
كذلك وبعد اختبار أنواع مختلفة من الخشب، وجدوا أن خشب التنَّوب المقطوع قُطرياً -وهو خشب شائع الاستخدام في البناء بأوروبا- يولد طاقة كهربائية أكثر 80 مرة من الخشب الطبيعي الذي يستخدم عادة.
تشغيل مصابيح الليد
كما وجد الباحثون أنه باستخدام نموذج أوّلي للأرضية الخشبية بمساحة سطح أصغر قليلاً من قطعة ورق من مقاس A4 تنتج طاقة كافية لتشغيل مصابيح الليد المنزلية والأجهزة الإلكترونية الصغيرة مثل الآلات الحاسبة. وقد نجحوا بالفعل في إضاءة مصباح كهربائي بالنموذج الأولي للتجربة بعدما مشى عليه شخص بالغ، وفقاً للدراسة المنشورة في دورية Matter العلمية.
من جانبه قال بانزاراسا: “تخيل صنع أرضية مزودة بالكامل بهذه التقنية، وكمية الطاقة التي يمكن أن ينتجها هؤلاء الأشخاص الذين يمشون عليها”.
من جانبه ذهب البروفيسور نيك جينكينز، رئيس مركز Centre for Integrated Renewable Energy Generation and Supply بجامعة كارديف، إلى أن هذا الجهاز قد تكون له تطبيقات نموذجية في تشغيل أجهزة “إنترنت الأشياء” Internet of Things التي تتيح التواصل بين الأجهزة المترابطة ببعضها عبر بروتوكول الإنترنت.
رغم ذلك، لفت بانزاراسا إلى أن البيانات التي توصلوا إليها لاتزال أولية، وأن التكنولوجيا بحاجة إلى مزيد من العمل قبل توسيع نطاقها للاستخدام الصناعي. وشدد على أنه “وإن كان الناتج الكهربائي لجهاز واحد لن يكون مرتفعاً بالقدر الذي نُشر في التجارب الأولية، فإن اتحاد العديد من الأجهزة عبر وحدة أرضية أكبر سينتج في النهاية كمية كبيرة من الطاقة”.
