نوآوری جالب کره ای ها برای تولید برق از گرمای بدن
گردو دانلود: محققان با کمک اسفنج های نانویی، ژنراتوری ساختند که گرمای بدن را به برق مبدل می کند. تولید این ژنراتور فقط چهار ساعت زمان نیاز دارد بدین سبب برای تولید انبوه ایده ال است.
به گزارش گردو دانلود به نقل از مهر، پژوهشگران مؤسسه ی تحقیقات فناوری شیمی کره موفق به توسعه فناوری جدیدی در عرصه ی تولید برق ترموالکتریک شدند که در آن از نانولوله های کربنی منعطف استفاده شده است؛ ساختاری که می تواند به آسانی شکل قبول کند و در کاربردهای پوشیدنی جای گیرد. این موفقیت به رهبری دو پژوهشگر به اسامی هان می جونگ (Han Mi-jeong) و کانگ یونگ هون (Kang Young-hoon) در مرکز تحقیقات مواد شیمیایی این مؤسسه حاصل شده و در تاریخ ۱۳ آوریل ۲۰۲۵ بصورت رسمی معرفی شده است.
مواد ترموالکتریک توانایی تبدیل مستقیم گرما به برق (و بالعکس) را دارند. این فناوری از تفاوت دمایی میان دو نقطه از یک جسم برای حرکت بارهای الکتریکی بهره برده و در نتیجه، انرژی الکتریکی تولید می کند. این خاصیت سبب شده است که خیلی از موسسات تحقیقاتی جهان بدنبال استفاده از آن برای کاهش مصرف انرژی، افزایش راندمان و روبرو شدن با تغییرات اقلیمی باشند.
اما تا حالا بیشتر مواد ترموالکتریک با ترکیبات فلزی و غیرآلی ساخته می شدند که انعطاف پذیری کمی داشتند و برای کاربردهای پوشیدنی مانند حسگرها یا تجهیزات الکترونیکی همراه مناسب نبودند. از طرف دیگر، مواد آلی مانند نانولوله های کربنی به خاطر انعطاف پذیری بالا جذاب اند، اما عملکرد ترموالکتریک ضعیف تری دارند و از نظر دوام نیز گرفتار محدودیت هستند.
این تیم تحقیقاتی کره ای با بهره گیری از ترکیب نانولوله های کربنی با بیسموت-آنتیموان-تلورید (BiSbTe) در ساختاری فومی یا اسفنج مانند، توفیق یافتند بر محدودیت های عملکردی فائق آیند. برخلاف روش های متداول که در آنها مواد ترموالکتریک به صورت فیلم های نازک تهیه می شوند، این گروه روشی متفاوت در پیش گرفت: آنها پودر ماده را درون قالب ریخته و با حرارت دادن چند ساعته، ساختاری متخلخل و سه بعدی تولید کردند.
در مرحله بعد، ماده ی ترموالکتریک بصورت یکنواخت درون ساختار اسفنجی دوپ شد. نتیجه این بود که نه فقط دوام مکانیکی نسبت به صورت فیلمی بهبود یافت، بلکه شاخص عملکرد ترموالکتریک نیز ۵.۷ برابر افزایش پیدا کرد. نکته ی مهم دیگر آنکه بعد از بالاتر از ۱۰ هزار بار خم کردن این ساختار، کاهش محسوسی در عملکرد مشاهده نشد.
یکی دیگر از مزیت های کلیدی این تکنولوژی جدید، کاهش چشم گیر زمان تولید است. در صورتیکه روش های سنتی تولید نانولوله های کربنی برای کاربردهای مشابه بالاتر از سه روز زمان نیاز دارند، پژوهشگران این پروژه توانستند در مدت تنها ۴ ساعت مواد ترموالکتریک با عملکرد بالا تولید کنند. این مساله نویدبخش افزایش راندمان صنعتی و امکان پذیری تجاری سازی در آینده است.
به گفته ی تیم تحقیقاتی، «این مطالعه یک پیشرفت بزرگ در غلبه بر محدودیت های مواد ترموالکتریک موجود شمرده می شود و می تواند آینده ی فناوری های جمع آوری انرژی منعطف را دگرگون کند.» آنها همین طور اعلام نموده اند که تا سال ۲۰۳۰ قصد دارند پروسه دوپینگ را برای تولید انبوه و استفاده تجاری بهینه سازی کنند.
این نوآوری می تواند فصل جدیدی را در توسعه تجهیزات پوشیدنی مستقل از باتری، سنسورهای زیستی، ابزارهای پایش سلامت و حتی کاربردهای صنعتی رقم بزند؛ جایی که انعطاف پذیری، دوام و عملکرد بالا توأمان اهمیت دارند.
این مطلب را می پسندید؟
(1)
(0)
تازه ترین مطالب مرتبط
نظرات بینندگان در مورد این مطلب