تولید برق با استفاده از برگ مصنوعی

محققان ایتالیایی با مهندسی یک برگ مصنوعی که می تواند در گیاهان جاسازی شود، توانستند از قطرات باران یا باد، تا 40 ولت برق تولید کنند.

به گزارش تکناک، دستگاهی توسط محققان مؤسسه فناوری ایتالیا در جنوا طراحی شده است که در شرایط باران یا باد شدید، با اتصال به چراغ ‌های LED، انرژی مورد نیاز خود را تامین می‌کند. فابیان مدر، محقق این پروژه در گفت‌وگو با IEEE Spectrum بیان کرده است که این دستگاه می‌تواند برای نظارت بر سلامت گیاهان و آب و هوا و  به عنوان یک سیستم کاربردی برای کشاورزی و نظارت از راه دور برای محیط زیست مورد استفاده قرار گیرد.

فابیان مد در این رابطه گفت: این دستگاه برای اینکه کار کند باید به برگ های یک گیاه واقعی اضافه شود. وقتی برگ‌ها در باد حرکت می‌کنند، دو سطح با یکدیگر تماس برقرار می کنند و بارهای ساکن روی کوتیکول برگ گیاه و دستگاه ما ایجاد می‌کنند.این بارها به بافت سلولی داخلی گیاه القا می شوند و در آنجا جریانی ایجاد می کنند که ما می توانیم آن را با یک الکترود وارد شده در بافت گیاه جمع آوری کنیم.

برداشت انرژی از باران

پیش از این شاهد برگ‌های مصنوعی از تکنیکی مشابه برای تولید برق با استفاده از باد بودیم، اما استخراج انرژی از قطرات باران  اقدامی نوآورانه است. محققان، سیستم برگ مصنوعی خود را در برگ‌های زنده گیاه خرزهره جاسازی کردند و توانایی آن را برای تولید انرژی مورد ارزیابی قرار دادند. نتایج نشان داد که یک قطره آب می‌تواند پیک ولتاژ و جریانی بیش از 40 ولت و 15 میکروآمپر را ایجاد کند و انرژی لازم برای 11 چراغ LED را تأمین کند.

باربارا مازولای، معاون رباتیک و مدیر آزمایشگاه رباتیک نرم Bioinspired IIT که در این مطالعه شرکت دارد، در گفت‌وگو با IEEE Spectrum اظهار کرد که نتایج حاصل از بررسی این دستگاه نشان می‌دهد که برداشت انرژی از باد و باران به صورت جداگانه یا همزمان از این دستگاه امکان پذیر است. همین قابلیت استخراج، آن را به یک برداشت کننده انرژی چند منظوره یا حسگر خودکار تبدیل می‌کند.

وی همچنین بیان کرد که مزیت اصلی این سیستم در برداشت انرژی نسبت به مدل‌های مشابه، در واقع توانایی ایجاد برق بیشتر در شرایط مرطوب است چراکه کارایی برخی از برگ‌های مصنوعی در زمان خیسی و رطوب کاهش می‌یابد.

در حال حاضر، محققان با اعمال تغییرات در طراحی مانند شکل الکترودها و انتخاب مواد مناسب در حال بهبود عملکرد برگ مصنوعی خود هستند. به گفته مازولای، درخواست ثبت اختراع در مورد این فناوری ارائه شده و در حال بررسی بازارهای بالقوه هستند. با این حال، قبل از تعریف نهایی محصول، باید تحقیقات بیشتری برای بررسی سیستم‌ ها در باد و باران در فضای باز و شرایط متغیر انجام شود.