چگونه می‌توان از قطرات باران، برق تولید کرد؟!
مجله علمی ایلیاد - با پیشرفته‌تر و کارامدتر شدن صفحات خورشیدی، این اِشکال وجود دارد که با ظهور ابرهای بارانی بر فراز آسمان، کارایی خود را از دست می‌دهند. به پاس سلولی هیبریدی که می‌تواند انرژی را از نور خورشید و قطرات باران بگیرد، این شرایط می‌تواند فرق کند. بخش کلیدی سیستم، نانوژنراتوری معروف به «TENG» نام دارد؛ این دستگاه می‌تواند بار الکتریکی را از اصطکاک دو ماده در اثر مالش به همدیگر تولید کند. به مانند الکتریسیته ساکن که با جابه‌جایی الکترون‌ها ایفای نقش می‌کند.
«TENG» می‌تواند نیرو را از تایرها، موادی که به هم مالش داده می‌شوند یا جنبش قطرات آب در روی صفحه خورشیدی بگیرد. نتیجه‌ی نهایی اِفشا شده از طرف دانشمندان دانشگاه سوچوی چین، از سلولی حکایت دارد که می‌تواند در هنگام وجود نور آفتاب یا بارش باران عمل کند. محققان در مقاله‌ی منتشر شده‌ی خود، می‌نویسند: «مطالعات ما نشان دهنده‌ی مفهوم تازه‌ای در بهره‌برداری انرژی در طول شرایط آب و هوایی مختلف است.» اگرچه ایده‌ی استفاده از «TENG» به این روش چیز کاملاً تازه‌ای نیست، اما چالش پیش‌رو به ساخت سیستمی خلاصه می‌شود که خیلی پیچیده یا بزرگ نباشد. در اینجا، دو لایه پلیمر برای ایجاد «TENG» در بالای سلول فوتوولتائیک مورد استفاده قرار گرفته است.
لایه‌های پلیمر اضافی، نیرو را از قطرات باران تولید می‌کنند. محققان شیارهایی را به پلیمری اضافه کردند تا بازده‌ی جذب انرژی آن‌را افزایش دهند. در آزمایش‌ها، لایه‌های پلیمر به‌عنوان الکترودهایی برای «TENG» و صفحه‌ی خورشیدی عمل کردند که زمینه را برای رسانش انرژی میان دو وسیله در زمان بارش باران فراهم کرده و باعث تماس لایه‌ها با هم می‌شود. به دلیل شفاف بودن لایه‌ها، امکان جذب نور خورشید وجود داشت.
افزایش تولید میزان الکتریسیته‌ای که بتواند شرایط را برای گسترش تجاری آن مساعد کند، چالش بعدی محسوب می‌شود. با این حال، این مفهوم مورد تایید قرار گرفته و گام نخست مهمی تلقی می‌گردد؛ بهره‌برداری از حتی مقدار اندکی از برق در طول بارش باران، می‌تواند از هیچی بهتر باشد. همان‌طور که در بخش‌های قبل اشاره کردیم، دانشمندان برای مدتی روی این ایده کار کرده‌اند. در سال ۲۰۱۶، گروهی از دانشگاه اوشن چین توانستند با افزودن لایه‌ای گرافنی اضافی، از قطرات بارانی که بر روی صفحه خورشیدی برخورد می‌کند، برق تولید کنند.
دانشمندان توانستند با جداسازی یون‌های باردار مثبت در باران، آن‌ها را وادار به چسبیدن به گرافن کنند که سپس به‌عنوان شبه خازن عمل کند؛ اساساً، دو لایه با سطوح انرژی مختلف نوعی جریان الکتریکی تولید کردند. تولید برق کافی برای به‌کارگیری آن در بیرون از آزمایشگاه چالشی است که باید در آینده به تحقق بپیوندد. این‌طور بنظر می‌رسد که ما به ساخت آن دسته از صفحات خورشیدی که به هیچ ورودی خورشیدی نیاز ندارند، نزدیک‌تر و نزدیک‌تر می‌شویم.
یافته‌های این تحقیق در مجله‌ی ACS Nano منتشر شده است.
نوشته: دیوید نیلد
ترجمه: منصور نقی‌لو - مجله علمی ایلیاد
ترجمه: منصور نقی‌لو - مجله علمی ایلیاد