فهرست مطالب
دانشمندان چینی کشف کرده‌اند که خم کردن یخ حاوی نمک می‌تواند تا ۱۰۰۰ برابر بیشتر از یخ خالص برق تولید کند.
به گزارش تکناک، یخ برای بیشتر ما یادآور خطر است، چرا که سطح جاده‌ها را لغزنده و پیاده‌روها را ناامن می‌کند. اما گروهی از پژوهشگران به سرپرستی پژوهشگری به نام شین ون در دانشگاه شیان جیائوتونگ چین کشف کرده‌اند که یخ خاصیتی به نام انعطاف‌الکتریکی (flexoelectricity) دارد؛ به این معنا که با خم شدن، برق تولید می‌کند.
دانشمندان پیش‌تر دیده بودند که وقتی یخچال‌های طبیعی یا صفحات یخی تحت فشار قرار می‌گیرند، مقدار کمی برق تولید می‌شود. اما تا امروز، هیچ‌کس نتوانسته بود این پدیده را آن‌قدر تقویت کند که کاربرد عملی داشته باشد.
01
از 04نمک، راز جریان‌های پنهان
پژوهشگران آب را با مقدارهای مختلف نمک مخلوط کردند و آن را منجمد ساختند و قالب‌هایی با شکل‌های گوناگون مثل مخروط و صفحه درست کردند. سپس این یخ‌ها را روی دو پایه قرار دادند و از بالا فشار وارد کردند تا ببینند چه اتفاقی می‌افتد.
نتیجه شگفت‌انگیز بود و مشخص شد که خم کردن یخ حاوی نمک می‌تواند تا هزار برابر بیشتر از یخ معمولی برق تولید کند.
بررسی‌های بیشتر نشان داد که نمک باعث می‌شود بخش‌هایی از آب، یخ نزند و یک سری کانال‌های ریز پر از آب شور باقی بماند. زمانی که یخ تحت فشار خم می‌شود، این آب در کانال‌ها حرکت می‌کند و از آنجایی که آب در حال حرکت بار الکتریکی دارد، جریان الکتریکی تولید می‌شود؛ چیزی که به آن «جریان استریمی» (streaming current) می‌گویند.
02
از 04چشم‌انداز تولید برق از یخ
این کشف اهمیت زیادی دارد، چرا که حدود ۱۰ درصد سطح زمین با یخ پوشیده شده است. اگر بتوان این پدیده را کنترل کرد، شاید بتوان از یخ به عنوان منبعی برای تولید انرژی پاک استفاده کرد.
به گفته پژوهشگران، توانایی بالای یخ حاوی نمک در تولید برق هنگام خم شدن، می‌تواند راه استفاده از انرژی یخ را هموارتر کند. همچنین این ویژگی ممکن است به توضیح رفتارهای الکتریکی در مناطق یخ‌زده زمین و حتی در سیاره‌های یخی مثل اروپا و انسلادوس کمک کند.
03
از 04محدودیت‌ها و چالش‌های تولید برق از یخ
با وجود این پیشرفت، هنوز چالش‌هایی وجود دارد. دستگاه‌هایی که با یخ نمکی کار می‌کنند، بعد از چند بار خم شدن، ضعیف می‌شوند و توان تولید برق آنها ممکن است تا ۸۰ درصد کاهش پیدا کند.
همچنین این دستگاه‌ها نسبت به نمونه‌های تجاری، انرژی کمتری تولید می‌کنند، چرا که بخشی از انرژی در حین کار به صورت گرما هدر می‌رود.
04
از 04آینده‌ای فراتر از زمین
با وجود چالش‌ها، این فناوری هنوز بسیار امیدوارکننده است. تصور کنید که روزی بتوان از یخچال‌های طبیعی یا یخ‌های مصنوعی، برق پاک تولید کرد؛ انرژی که در مناطق سرد و دورافتاده می‌تواند بسیار حیاتی باشد.
این کشف فقط به زمین محدود نمی‌شود. قمرهای یخی مثل اروپا و انسلادوس، که به احتمال زیاد اقیانوس زیر سطح آنها وجود دارد، شاید روزی به محل آزمایش طبیعی این پدیده تبدیل شوند.
در حال حاضر، این تحقیقات در مراحل اولیه قرار دارد و مهندسان باید راه‌هایی برای کاهش هدررفت انرژی و افزایش دوام این سیستم‌ها پیدا کنند. این یافته، نقش یخ را از یک تهدید زمستانی به یک عنصر کلیدی در آینده انرژی پایدار تغییر می‌دهد.
