این تحقیق از تقابل بین تاریکی و نور برای تولید جریان برق یا تولید انرژی الکتریکی جهت تأمین انرژی یک وسیله کوچک بهره می برد. روزی سایه ها و نور می توانند برای تأمین نیرو با هم ترکیب شوند.
بیشتر برق با توربین های بخار با استفاده از سوخت های فسیلی، هسته ای، زیست توده(بیومس)، زمین گرمایی و انرژی حرارتی خورشیدی تولید می شود. سایر فناوری‌های اصلی تولید برق شامل توربین‌های گاز، توربین‌های آبی، توربین‌های بادی و فتوولتائیک‌های خورشیدی است.
یک دستگاه جدید از تضاد بین لکه های روشن و سایه استفاده می کند تا جریانی ایجاد کند که می تواند برق لوازم الکترونیکی کوچک را تأمین کند. سوئی چینگ تان ، دانشمند مواد در دانشگاه ملی سنگاپور می گوید: “ما می توانیم از انرژی در هرجای زمین و نه فقط در فضاهای آزاد استفاده كنیم.”
تان و تیم او با قرار دادن یک پوشش بسیار نازک از طلا بر روی سیلیکون ، یک ماده معمولی سلول خورشیدی ، دستگاهی را ایجاد کردند که به آن مولد انرژی اثر سایه می گویند. مانند سلول خورشیدی ، نوری که به سیلیکون می تابد به الکترونهای آن انرژی می بخشد. با استفاده از لایه طلا در مولد انرژی اثر سایه وقتی بخشی از دستگاه در سایه قرار می گیرد ، جریان الکتریکی تولید می کند.
الکترونهای برانگیخته از سیلیکون به طلا جهش میکنند. با سایه انداختن بخشی از دستگاه ، ولتاژ فلز روشن شده نسبت به ناحیه تاریک و الکترون های موجود در ژنراتور از ولتاژ بالا به پایین افزایش می یابد. تیم Tan در 15 آوریل در Energy and Environment Science گزارش می دهد که ارسال آنها از طریق یک مدار خارجی ، جریانی ایجاد می کند که می تواند یک گجت را تأمین کند.
این تیم توانست با هشت ژنراتور یک ساعت الکترونیکی را در نور کم اجرا کند. این دستگاه ها همچنین می توانند به عنوان سنسور عمل کنند. هنگامی که یک ماشین با کنترل از راه دور می گذشت، سایه آن بر روی یک ژنراتور افتاد و باعث ایجاد برق برای روشن شدن یک LED شد.
هرچه کنتراست بین نور و تاریکی بیشتر باشد ، انرژی بیشتری از ژنراتور تأمین می شود. بنابراین تیم در تلاش است تا با وام گرفتن از استراتژی سلول های خورشیدی برای جمع آوری نور، عملکرد دستگاه را افزایش دهد. افزایش نوری که این ژنراتورها جذب می کنند به آنها امکان بهره برداری بهتر از سایه ها را فراهم میکند.
روزی ممکن است این ژنراتورها در مناطق سایه، بین آسمان خراش ها یا حتی داخل خانه انرژی تولید کنند. تان می گوید: “بسیاری از مردم فکر می کنند سایه ها بی فایده است.” اما “هر چیزی می تواند مفید باشد ، حتی سایه ها.”
منابع:
Q. Zhang et al. Energy harvesting from shadow-effect. Energy & Environmental Science. Published online April 15, 2020. doi: 10.1039/d0ee00825g.
S.K. Ravi et al. Optical manipulation of work function contrasts on metal thin films. Science Advances. Vol. 4, March 2, 2018. doi: 10.1126/sciadv.aao6050.
660,000 تومان
320,000 تومان
715,000 تومان