محققان یک فناوری جدید طراحی کردهاند که با استخراج اکسیژن از آب دریا، انرژی مورد نیاز رباتهای غواص در مأموریتهای طولانیمدت را تأمین میکند.
به گزارش تکناک، این غواصهای رباتیک بدون استفاده از پروانهها و پمپهای سنتی حرکت میکنند و به ابزار مهمی برای تحقیقات اقیانوسی تبدیل شدهاند. این رباتها با استفاده از روشهای تغییر شناوری در آب حرکت میکنند، به این شکل که ابتدا از آب بالا میآیند و سپس با استفاده از بالهها جهت خود را تنظیم میکنند و به پایین میروند. اگرچه سرعت حرکت آنها پایین است، اما این روش بسیار اقتصادی میباشد و به آنها اجازه میدهد مأموریتهای طولانیمدت را انجام دهند، که از جمله این مأموریتها میتوان به نظارت بر شرایط اقیانوس، جستوجو برای آلودگیها و حتی تحقیقات نظامی در عمقهای بیش از ۱۰۰۰ متر اشاره کرد.
مشکل اصلی این غواصهای رباتیک تأمین انرژی است. برای راهاندازی حسگرها، ضبطکنندهها و سیستمهای انتقال داده به باتری نیاز است. اما باتریهای لیتیوم به عنوان مواد خطرناک شناخته میشوند و تحت قوانین سختگیرانهای قرار دارند. این باتریها در برابر فشار حساس هستند، در صورت آسیب ممکن است نشت کنند، در برابر آب دریا آسیبپذیر هستند، در دماهای پایین خوب عمل نمیکنند و ممکن است مواد شیمیایی خطرناک آزاد نمایند.
در همین راستا، محققان به دنبال راهحلی ایمنتر و مؤثرتر بودهاند. آنها به جای ذخیرهسازی اکسیژن، از یک غشای پلیمری سیلیکونی پیشرفته استفاده کردهاند، که اکسیژن را از آب دریا استخراج میکند.
این غشا به طور اختصاصی برای عبور اکسیژن طراحی شده است و از ورود آب جلوگیری میکند. در نتیجه، اکسیژن به طور طبیعی از سمت مرطوب غشا به سمت خشک آن حرکت میکند و سپس توسط یک جریان هوای داخلی جمعآوری و به سلول سوختی هدایت میشود. این سلول با ترکیب اکسیژن و هیدروژن، برق تولید میکند و تنها محصول زائد آن آب است.
این سیستم دارای طراحی انعطافپذیری است که میتواند با تغییرات دما، شوری و فشار در شرایط زیرآب سازگار شود. علاوه بر این، یک سیستم مدیریت حرارتی برای دفع گرمای تولیدشده توسط سلول سوختی وجود دارد و در مواقع نیاز به ذخیره انرژی، از یک باتری لیتیوم نیز استفاده میشود. آزمایشهای انجامشده نشان دادهاند که این سیستم قادر است به طور مؤثری ۵۰ درصد از انرژی موجود را به برق تبدیل کند.
دکتر پروکوپیوس ژئورگاپانوس، یکی از محققان پروژه، در اینباره گفت: «این سیستم نیاز به ذخیرهسازی اکسیژن در داخل رباتهای غواص را از بین میبرد. وزن و حجم ذخیرهشده میتواند برای ذخیره بیشتر هیدروژن مورد استفاده قرار گیرد، که این موضوع باعث افزایش چگالی انرژی و کاهش هزینههای عملیاتی نسبت به باتریهای موجود میشود.»
این فناوری جدید میتواند راهحلی نوآورانه برای تغذیه انرژی رباتهای زیرآب در مأموریتهای طولانیمدت باشد و از مشکلات مرتبط با باتریهای لیتیوم و ذخیرهسازی اکسیژن جلوگیری کند.
