توصل علماء في دراسة جديدة إلى أنه يمكن استخدام مواد عديدة لتحويل الطاقة الموجودة في رطوبة الهواء إلى كهرباء، في اكتشاف يمكن أن يؤدي إلى إنتاج طاقة نظيفة باستمرار مع القليل من التلوث، وهي الخطوة التي قد تغير وجه العالم، وفقاً لتقرير نشرته صحيفة "واشنطن بوست"، الجمعة 26 مايو/أيار 2023.
الدراسة التي نُشرت في مجلة Advanced Materials، أظهرت أنه يمكن سحب الطاقة من الرطوبة في الهواء باستخدام مواد مكتسبة من البكتيريا. وتبين أنه يمكن استخدام أي مادة تقريباً، مثل الخشب أو السيليكون، إذا كان يمكن تحويلها إلى جزيئات صغيرة، وإعادة تشكيلها باستخدام مسامّ مجهرية.
بدوره، قال جون ياو، أستاذ الهندسة بجامعة ماساتشوستس، والمؤلف الرئيسي للدراسة: "ما اخترعناه يمكنك تخيله مثل سحابة صغيرة الحجم من صنع الإنسان، إنه حقاً مصدر هائل وسهل للكهرباء النظيفة باستمرار، تخيل وجود كهرباء نظيفة متاحة أينما ذهبت".
ياو أضاف: "يوفر المولد الذي يعمل بالهواء، والمعروف باسم مولد الهواء، كهرباء نظيفة مستمرة، لأنه يستخدم الطاقة من الرطوبة، الموجودة دائماً، بدلاً من الاعتماد على الشمس أو الرياح. وعلى عكس الألواح الشمسية أو توربينات الرياح التي تحتاج إلى بيئات معينة لتعمل، يمكن أن تعمل المولدات الهوائية في أي مكان".
كما أوضح أنه مع ذلك، فإن انخفاض الرطوبة يعني إمكانية الحصول على طاقة أقل، ينتج الشتاء مع الهواء الجاف طاقة أقل من الصيف.
والجهاز هو بحجم ظفر الإصبع وأرق من شعرة واحدة، وتوجد به ثقوب صغيرة تُعرف باسم "المسام النانوية"، ويبلغ قطر الثقوب أقل من 100 نانومتر، أو أقل من الألف من قطر خصلة شعر الإنسان، وفقاً لتقرير الصحيفة الأمريكية.
وتسمح الثقوب الصغيرة للرطوبة في الهواء بالمرور بطريقة تؤدي إلى عدم توازن الشحن في الأجزاء العلوية والسفلية من الجهاز، ما ينتج عنه بطارية تعمل بشكل مستمر.
وبينما ينتج نموذج أولي واحد فقط من الجهاز كمية صغيرة من الطاقة، تكفي تقريباً لتشغيل نقطة من الضوء على شاشة كبيرة، نظراً لحجمه، قال ياو إنه يمكن تكديس مولدات الهواء فوق بعضها البعض، مع وجود فراغات من الهواء بينها. وأضاف أن تخزين الكهرباء مسألة منفصلة.
وقدر ياو أن نحو مليار مولد هوائي مكدسة لتكون بحجم الثلاجة تقريباً، يمكن أن تنتج كيلو واط وتزود المنزل جزئياً بالطاقة في ظروف مثالية. ويأمل الفريق في تقليل عدد الأجهزة المطلوبة والمساحة التي تشغلها، من خلال جعل المولدات أكثر كفاءة، والقيام بذلك يمكن أن يكون تحدياً، وفقاً للصحيفة.
من جهته، قال الباحث المشارك في الدراسة شياومينغ ليو "لقد فتحنا باباً واسعاً لتوليد الطاقة النظيفة والمستمرة من الهواء"، مضيفاً "توليد الطاقة شيء وتخزينها شيء آخر، ويمكن أن نصنع نحو مليار وحدة توليد، ونرصها بفراغات قليلة بينها، بحيث نصنع مولداً للطاقة الهوائية بحجم الثلاجة، وهذا الجهاز يكفي لتوليد طاقة لمنزل كبير يضم أجهزة كهربائية معتادة"، لكنه يؤكد أن الأبحاث "لا تزال مستمرة لتقليل العدد المطلوب من المولدات، بحيث يصبح الأمر أقل كلفة وأكثر جدوى".
وحسب تقرير واشنطن بوست، فإن العلماء سيواصلون البحث لتحديد المواد الأكثر قابلية لاستخلاص الطاقة من الهواء، بحيث يزيد السطح المعرَّض للرطوبة دون زيادة كبيرة في الحجم، علاوة على نقطة أخرى، وهي طرق صفّ الوحدات الصغيرة فوق بعضها بعضاً، لتوفير الحجم وزيادة نشاطها وقابليتها للعمل، وهي أمور لا يمكن التنبؤ بنتائجها ولا توقيت إنجازها، لكنْ بحسب ما يقول ياو "بمجرد إنجاز هذا الأمر يمكن وضع وحدات التوليد في أي مكان، مثل وضعها ضمن طلاء الحوائط، لتوفير المساحات".
ويختم التقرير ناقلاً عن ياو قوله "الكرة الأرضية كلها مغطاة بكميات هائلة من الرطوبة، وهي مصدر متجدد للطاقة الكهربائية، وهذه هي بداية استغلالها فقط".
