მართალია, სამეცნიერო ფანტასტიკის ჟანრის ფილმის ნივთს ჰგავს, მაგრამ ახლახან წარმოდგენილი ჩრდილის ეფექტით ენერგიის გენერატორი (SEG) ნამდვილი პროტოტიპული მოწყობილობაა. ერთ მშვენიერ დღეს, ამ მომაჯადოებელმა კონცეპტმა შეიძლება, მთლიანად გარდაქმნას დახურულ შენობებში განახლებადი ენერგიის მიღების გზები.
ელექტროენერგიის გამოსამუშავებლად, SEG-ი სიბნელესა და სინათლეს შორის კონტრასტს იყენებს. შედგება დრეკადი პლასტიკის ნაჭერზე განთავსებულ სილიკონის ფირფიტებზე დაწყობილი ოქროს თხელი ფენების სერიებისგან.
როგორც წესი, მზის სინათლისგან განახლებადი ენერგიის საწარმოებლად ჩრდილები დიდი პრობლემაა, ამ შემთხვევაში კი ის ენერგიის გამომუშავების წყაროდ იქცა. შემქმნელების განცხადებით, ეს ტექნოლოგია საწარმოებლად მზის პანელებზე იაფია და წარმოქმნის მცირე ოდენობით ენერგიას, რომლის გამოყენებაც შეიძლება მოხდეს, მაგალითად, მობილურ მოწყობილობებში.
„ჩრდილები ყველგან არის და ჩვენ ხშირად ის ხელსაც გვიშლის. ტრადიციულ ფოტოვოლატურ ან ელექტროოპტიკურ მოხმარებაში, სადაც მოწყობილობების ენერგიით მომარაგებისთვის სინათლის მუდმივი წყარო გამოიყენება, ჩრდილების არსებობა არასასურველია, რადგან ხელს უშლის მოწყობილობის წარმადობას“, — ამბობს სინგაპურის ეროვნული უნივერსიტეტის მასალების მეცნიერი ტან სვი ჩინგი.
მისივე თქმით, აღნიშნულ კვლევაში მათ ჩრდილების მიერ წარმოქმნილი განათების კონტრასტი ენერგიის არაპირდაპირ წყაროდ გამოიყენეს. განათებაში არსებული კონტრასტი იწვევს ძაბვის სხვაობებს ჩრდილებსა და განათებულ მონაკვეთებს შორის, რის შედეგადაც წარმოიქმნება ელექტროდენი. როგორც იგი აღნიშნავს, ჩრდილისგან ენერგიის მიღების ეს ახალი კონცეპტი უპრეცედენტოა.
სწორედ ჩრდილსა და სინათლეს შორის არსებული ეს კონტრასტი ხდის SEG მოწყობილობას ეფექტიანს — ჯგუფმა დაადგინა, რომ მოძრავ ჩრდილებში ის ორჯერ უფრო ეფექტიანია, ვიდრე მზის ჩვეულებრივი პანელი იგივე გარემოში.
როდესაც მოწყობილობა მთლიანად ჩრდილშია ან მთლიანად სინათლეში (ანუ, როდესაც ფენებზე ძაბვა თანაბარია), ან ძალიან ცოტა ენერგიას გამოიმუშავებს, ან საერთოდ არაფერს.
ჯგუფმა აჩვენა, რომ ღრუბლებით ან ხის ტოტების მოძრაობით ან უბრალოდ მზის მოძრაობით წარმოქმნილ გადაადგილებად ჩრდილებში, მოწყობილობა გამოიმუშავებს ციფრული საათის მუშაობისათვის საკმარის ენერგიას (1.2 V). მომავალში შესაძლებელია მისი გაძლიერებაც.
„ასევე დავადგინეთ, რომ ელექტროენერგიის წარმოებისთვის ზედაპირი ყველაზე ოპტიმალური მაშინ არის, როცა ის ნახევრად განათებულია, ნახევრად კი ჩრდილშია მოქცეული, რადგან ამ დროს საკმარისი ზონაა მუხტების წარმოქმნისა და შეგროვებისთვის“, — ამბობს სინგაპურის ეროვნული უნივერსიტეტის ფიზიკოსი ენდრიუ ვი.
მოწყობილობა SEG-ის გამოყენება ასევე შესაძლებელია სენსორადაც — მასზე გარდამავალი ჩრდილების საშუალებით შეუძლია ჩაიწეროს ობიექტის მოძრაობა. ამას კი შესაძლოა, მრავალმხრივი გამოყენება ჰქონდეს სახლის ჭკვიან მოწყობილობებში, ანდაც შეიქმნას საკუთარ ენრგიაზე მომუშავე სენსორები.
ამ ეტაპამდე მისასვლელად სამუშაო ჯერ ძალიან ბევრია, მაგრამ ამ ეტაპზე, მკვლევრებს მის შესაქმნელად საჭირო ხარჯების შემცირება სურთ — ოქროს ფირის ჩანაცვლება უფრო სხვა, იაფი მასალით. შესაძლებელია მისი გარდაქმნა სატარებელ მოწყობილობადაც.
მომავალში, განახლებადი ენერგიის რაც უფრო მეტ გზას ვიპოვით, უფრო წარმოსახვითი შეიძლება გახდეს ჩვენი მოწყობილობები და ენერგიის მისაღებად უფრო ნაკლებად ვიქნებით დამოკიდებული წიაღისეულ საწვავზე. თოვლის ფიფქებთან თუ ბაქტერიებთან ერთად, ალტერნატიული ენერგიის წყაროებს ახლა უკვე შეგვიძლია დავამატოთ ჩრდილიც.
როგორც მკვლევრები წერენ, ეკონომიურობით, ეფექტიანობით, სიმარტივითა და სტაბილურობით, SEG მოწყობილობა იმედისმომცემი არქიტექტურაა მწვანე ენერგიის საწარმოებლად უშუალოდ ჩვენს სიახლოვეს, შენობებში.
კვლევა ჟურნალ Energy & Environmental Science-ში გამოქვეყნდა.
მომზადებულია ScienceAlert-ის მიხედვით.