تطوير تقنية تشحن الأجهزة القابلة للارتداء من خلال المشي

الطاقة هي إحدى صور الوجود، فالكون عبارة عن أجسام وطاقة. ومنذ النظرية النسبية للعالم “أينشتاين” نعرف تكافؤ المادة والطاقة، فالطاقة يمكن أن تتحول إلى مادة وبالعكس يمكن للمادة أن تتحول إلى طاقة. وقد رأينا تحول المادة إلى طاقة في اختراع القنبلة الذرية.

يمكن للطاقة أن تأخذ أشكالًا متنوعة منها: طاقة حرارية، كيميائية، كهربائية، إشعاعية، نووية، طاقة كهرومغناطيسية، وطاقة حركية. هذه الأنواع يمكن تصنيفها بكونها طاقة حركية أو طاقة كامنة، في حين أن بعضها قد يكون مزيجًا من الطاقتين الكامنة والحركية معًا، وهذا يتم تدريسه ضمن الديناميكا الحرارية.

ويمكن تحويل جميع أنواع الطاقة من شكل لآخر بمساعدة أدوات بسيطة أو أحيانًا تستلزم تقنيات معقدة، مثلًا: التحول من الطاقة الكيميائية إلى الكهربائية يتم عن طريق الأداة الشائعة البطاريات أو المركمات، أو تحويل الطاقة الحرارية إلى طاقة ميكانيكية وهذا نجده في محرك احتراق داخلي، أو تحويل الطاقة الشمسية إلى طاقة كهربائية.. وهكذا.

حاليًا برزت تقنية جديدة تحمل اسم حصادة طاقة الاهتزاز الكهروإجهادية أو (piezoelectric vibration energy harvester). وقد طور هذه التقنية فريق علمي بقيادة الأستاذ المساعد “تاكيشي يوشيمورا” من جامعة أوساكا متروبوليتان باليابان.

والمثير للاهتمام أن هذه التقنية يمكنها تضخيم الطاقة الكهربائية التي تولدها حركة المشي البشري بحوالي 90 مرة بطريقة يمكن أن تشغل الأجهزة القابلة للارتداء.

– أبرز المعلومات عن تقنية حصادة طاقة الاهتزاز الكهروإجهادية الجديدة

حصاد الطاقة هو تقنية تحوّل الطاقة مثل الحرارة والضوء إلى كهرباء يمكنها تشغيل الأجهزة الصغيرة، لكن حاليًا يوجد حصاد طاقة الاهتزاز وهو نوع من حصاد الطاقة عملي للغاية.هذا النوع من الطاقة يمكن أن يحول الطاقة الحركية من الاهتزاز إلى كهرباء ولا يتأثر بالطقس أو المناخ.

لذا طور الفريق العلمي جهازًا يبلغ قطره حوالي 2 سم فقط ويحوي مكونًا معدنيًا على شكل حرف U يسمى “المكبر الديناميكي”.

وعند مقارنة هذا الجهاز الجديد بالأجهزة التقليدية الأخرى نجد أن الجهاز الجديد يسمح بزيادة تبلغ حوالي 90 مرة في الطاقة المحولة من الاهتزازات الاندفاعية الناتجة عن حركة المشي البشرية.

وتعقيبًا على هذا الأمر قال البروفيسور “تاكيشي يوشيمورا”: “لقد كنا نعمل على حصادات طاقة الاهتزاز التي تستخدم التأثير الكهروإجهادي، وهي ظاهرة تنتج فيها مواد معينة شحنة كهربائية أو جهدًا استجابةً للضغط المطبق”.

وأضاف: “مع هذه التقنية يمكن للاهتزازات غير الثابتة، بما في ذلك حركة المشي، توليد طاقة كهربائية لتشغيل الأجهزة الصغيرة القابلة للارتداء مثل: الجوالات الذكية وسماعات الأذن اللاسلكية”.

وتابع “يوشيمورا”: “نظرًا لأنه من المتوقع أن تصبح الأجهزة الإلكترونية أكثر كفاءة في استخدام الطاقة مستقبلًا فإننا نأمل أن يساهم هذا الاختراع في تحقيق الأجهزة القابلة للارتداء ذاتية الشحن”.

المصدر: تكنولوجىا نيوز