تم وصف مولد طاقة الرطوبة عالي الاستقرار والقابل للتحلل الحيوي (مولد الرطوبة الكهربائي – MEG) في المجلة طاقة النانو. وهو مصنوع من الجيلاتين وملح الطعام والكربون المنشط، ومصدر طاقته هو رطوبة الهواء، مما يخلق عادة مشاكل خطيرة للإلكترونيات.
أثناء عملية تصنيع مصدر الطاقة غير المعتاد، ينتظم محلول الجيلاتين الملحي المجفف ذاتيًا في بنية ثلاثية الطبقات، وهي في الأساس إلكتروليت صلب. وعندما تدخل هذه الطبقة بيئة رطبة، يتحرك الماء المتبخر من خلالها، مما يولد تيارًا أيونيًا.
يعطي أحد هذه العناصر مجالًا كهرومغناطيسيًا يصل إلى 0.95 فولت عند رطوبة هواء نسبية أعلى من 60%؛ مواردها أكثر من 30 يومًا.
المولد قابل للتطوير بسهولة. في التجارب، أنتجت بطارية MEG ما يصل إلى 90 فولت عند 5.08 مللي أمبير. كان هذا كافياً لإضاءة إكليل من 40 مصباح LED.
الأعلى: بطارية ذات 10 خلايا
الأسفل واليمين: 100 عنصر
يقول مهندس المواد مينغ دونغ من جامعة كوين ماري في لندن (QMUL)، المؤلف الأول للدراسة: “يتطلب تحقيق الجهد العالي عادة عمليات تصنيع معقدة أو مواد نادرة. لقد أظهرنا أنه يمكن تحقيق نتائج جيدة باستخدام مكونات بسيطة ومتجددة”.
يعتمد الجهد الناتج عن المولد بشكل كبير على الرطوبة (حتى حد معين)، لذلك يمكن أن يعمل كجهاز استشعار حساس للغاية ومتوافق مع الجلد ولا يتطلب طاقة خارجية.
إن حساسية مثل هذا المستشعر المرتجل كبيرة جدًا لدرجة أنه، كما أظهرت التجارب، يمكنه تتبع الزفير في الوقت الفعلي وحتى عد المقاطع في الكلمات المنطوقة. ويمكنه أيضًا أداء وظائف مستشعر القرب غير التلامسي – استنادًا إلى الأبخرة المنبعثة من الجلد.
الميزة الأكثر إثارة للإعجاب في التطوير هي ملاءمته البيئية المطلقة. بمجرد استخدامه، يتحلل الجهاز في التربة خلال بضعة أسابيع أو يذوب في الماء، مما يسمح باستعادة مكوناته وإعادة استخدامها بدون مواد كيميائية خطرة.
“كان الهدف الرئيسي للبحث هو إعادة التفكير في النهج المتبع في تطوير وإنتاج المواد للإلكترونيات. وقد تم تحقيقه – لقد أظهرنا أنه يمكن تصنيع أجهزة طاقة عالية الكفاءة من مواد غير مكلفة وصديقة للبيئة”، لخص ديميتريوس باباجورجيو، رئيس مجموعة البوليمرات والمواد المركبة الوظيفية في QMUL، الذي قاد البحث.