تولید برق از حرکات بدن

تریبون اقتصاد، محققان کره جنوبی دستگاه جذب انرژی بسیار کارآمدی ساخته‌اند که از حرکات بدن برق تولید می‌کند. بازدهی تبدیل انرژی این دستگاه 280 برابر بیشتر از دستگاه‌های پیزوالکتریک (Piezoelectric) معمولی است.

به گزارش دیجیاتو، براساس گزارش Interesting Engineering، دستگاه محققان مؤسسه علم و فناوری DGIST کره جنوبی می‌تواند حرکات بدن را به انرژی الکتریکی تبدیل کند. این دستگاه از اثر پیزوالکتریک یا فشاربرقی استفاده می‌کند، پدیده‌ای که در مواد خاصی در پاسخ به تنش مکانیکی بار الکتریکی تولید می‌کنند؛ یعنی فعالیت‌هایی مانند راه‌ رفتن، خم‌ شدن یا حتی حرکات ظریف را می‌توان برای تولید برق مهار کرد.

مواد پیزوالکتریک در توزیع بار خود دارند عدم تقارن ذاتی که وقتی تحت فشار مکانیکی، مانند خم‌ شدن یا کشش قرار می‌گیرند، افزایش می‌یابد و منجر به جدایی بارها و تولید انرژی الکتریکی در سراسر ماده می‌شود. البته مفهوم برداشت انرژی از طریق اثر پیزوالکتریک جدید نیست اما به‌دلیل محدودیت‌هایی در خواص مواد و طراحی دستگاه‌ها تاکنون کاربردی نشده است.

برای مثال بسیاری از مواد پیزوالکتریک قوی، مانند تیتانات زیرکونات سرب (PZT)، ذاتاً سفت و شکننده‌اند و به همین دلیل نمی‌توان به‌صورت انعطاف‌پذیر و راحت در دستگاه‌های پوشیدنی از آنها استفاده کرد. محققان DGIST به‌تازگی از طریق مهندسی مواد بر این مانع غلبه کردند.

ساختار سه‌بعدی PZT

آنها ساختار سه‌بعدی جدیدی ابداع کردند که امکان استفاده از PZT را به‌صورت انعطاف‌پذیر و کششی فراهم می‌کند. این ساختار باعث می‌شود بتوان از خواص پیزوالکتریک این مواد در گجت‌های مناسب بدن انسان بهره برد.

علاوه‌براین، محققان طرح الکترود جدیدی معرفی کردند که با جلوگیری از اتلاف بارهای الکتریکی تولیدشده در حرکت، جذب انرژی را کارآمد می‌کند. به گفته محققان، بازده تبدیل انرژی این دستگاه 280 برابر بیشتر از دستگاه‌های پیزوالکتریک دیگر است.