اختراع خارق لإنتاج الكهرباء من الملح ومخلفات الطعام

سجّل باحثون بريطانيون تقدماً في توليد وتخزين الطاقة المستدامة بعد تطويرهم مولداً كهربائياً يعتمد على الملح يعمل تحت ظروف رطبة، ما قد يساعد في حل مشكلات التغذية الكهربائية للأجهزة التي تعمل في بيئات رطبة أو يصعب الوصول إليها.

شارك في البحث فريق من جامعة كوين ماري بلندن، وجامعة وارويك، وإمبريال كوليدج لندن، إضافة إلى مؤسسات أخرى. المولد الجديد يستخدم مكونات بسيطة وصديقة للبيئة مثل ملح الطعام والجيلاتين والكربون المنشط.

الفكرة تقوم على ما يعرف بمولدات الكهرباء العاملة بالرطوبة (MEGs)، التي تحول الرطوبة المحيطة أو الرطوبة الفسيولوجية إلى كهرباء. تختلف هذه التقنية عن أنظمة سابقة لأنها لا تعتمد على بوليمرات معقدة أو هياكل تصنيع صعبة، بل على مواد متاحة وغير سامة وتُصنَع بعملية مائية بسيطة.

أظهرت الوحدة الواحدة قدرة على إنتاج تيار كهربائي مستمر يقارب 1 فولت لأكثر من 30 يوماً من خلال امتصاص الرطوبة. وبربط وحدات متعددة على التوالي، وصل الفريق إلى أداء مجموعي قدره نحو 90 فولت و5.08 مللي أمبير، مستوى طاقة يكفي لتشغيل سلسلة من حوالى 40 مصباح LED.

عند جفاف خليط الجيلاتين والملح، يتشكل ترتيب ثلاثي الطبقات بشكل ذاتي، وعند تعرضه للرطوبة من الهواء أو من جلد الإنسان يسمح هذا التكوين بحركة الأيونات داخل المادة، مما يولّد التيار الكهربائي. هذا النهج يحوّل رطوبة الجو من عقبة إلى مصدر طاقة قابل للاستخدام.

قال الدكتور ديميتريوس باباجورجيو، المؤلف الرئيسي للدراسة، إن الهدف كان إعادة التفكير في تصميم وتصنيع المواد الإلكترونية. وأوضح الدكتور مينغ دونغ من جامعة كوين ماري أن تحقيق فولتيات مرتفعة عادة يتطلب عمليات تصنيع معقدة أو مواد نادرة، لكن العمل الحالي يبرهن على إمكانية الحصول على أداء قوي بمكونات بسيطة ومستدامة.

إلى جانب توليد الطاقة، تعمل المادة كمستشعر متوافق مع الجلد، حيث تتجاوب مخرجاتها الكهربائية مع تغيرات طفيفة في الرطوبة. أظهر الباحثون أن الجهاز قادر على مراقبة أنماط التنفس في الزمن الحقيقي، وكشف الكلام عبر تغيّر رطوبة الزفير، بالإضافة إلى استشعار القرب دون لمس — ما يفتح الباب أمام استخدامات في الأجهزة القابلة للارتداء وواجهات التفاعل بين الإنسان والآلة دون الحاجة إلى بطاريات تقليدية.

تعد هذه التقنية بديلاً صديقاً للبيئة للبطاريات التقليدية في ظل تصاعد مشكلة النفايات الإلكترونية، كما تُشير إلى إمكانية تصنيع أجهزة طاقة عالية الأداء من مواد منخفضة التكلفة وقابلة للتوسع.