إعجاز علمي.. طلاء يمتص الحرارة ويحولها لـ كهرباء
نجح فريق بحثي من القسم الكيميائي في المعهد الملكي للتكنولوجيا KTH في السويد بتطوير مزيج واعد من الطلاء الكهروحراري، الذي يمكنه امتصاص الحرارة المنبعثة من الأجهزة الإلكترونية ويحولها إلى طاقة كهربائية.
السويد
وأفاد الباحثون في نتائج الدراسة التي نشرت في مجلة المواد التطبيقية ACS Applied Materials & Interfaces بأن الطلاء الجديد يمكن أن يكون بديلًا عن البطاريات المستخدمة في الأجهزة القابلة للارتداء، والتطبيقات منخفضة الطاقة في إنترنت الأشياء.
وأوضح الفريق البحثي أن الطلاء يعمل في الأجهزة التي تولد حرارة تصل إلى أقل من 100 درجة مئوية، حيث يحول الطاقة الحرارية مباشرة إلى كهرباء.
ويمكن للطلاء التقاط الحرارة التي يولدها الجهاز وتحويلها إلى طاقة يمكن استخدامها بواسطة نفس الجهاز أو جهاز آخر.
وصمم الباحثون الطلاء من مواد كهروحرارية مصممة خصيصًا لامتصاص الحرارة الصادرة من الأجهزة الكهربائية.
وعندما يتم تسخين أحد طرفي المادة كهروحرارية، تتحرك حاملات الشحنة (الإلكترونات والثقوب) بعيدًا عن الطرف الساخن باتجاه النهاية الباردة، مما ينتج عنه تيار كهربائي.
وقال محمد توبراك، المعد الرئيسي في الدراسة، إن دراستهم تركز على تصميم وتطوير المواد الكهروحرارية الهجينة في درجة حرارة الغرفة، والتي تدمج أشباه الموصلات في الحالة الصلبة مع المواد المرنة مثل البوليمرات المستخدمة في تكوين الحبر.
وتابع توبراك: "تحرز دراستنا تقدمًا في اكتساب فهم أفضل لقدرات وقيود المواد المستخدمة في تصميم المواد الكهروحرارية الهجينة، حيث يمكن تطبيق الطلاء على أي سطح يبدد الحرارة، لتوليد الطاقة الكهربائية".
طلاء كهروحراري
وتفتح نتائج الدراسة طريقة جديدة منخفضة التكلفة ومستدامة لإنتاج وتنفيذ الطلاءات الكهروحرارية على نطاق واسع.
وأضاف توبراك أن الطلاء المطور من المتوقع أن يكون له تأثير على المدى القصير على إنترنت الأشياء وتطبيقات الطاقة المنخفضة الأخرى، حيث يمكن أن يحل محل البطاريات التي تشغّل هذه الأجهزة، من خلال دمجه كطلاء في شكل إلكترونيات يمكن ارتداؤها.
وقال توبراك: "أما على المدى الطويل، فمع استخدام تركيبات المواد الكهروحرارية غير العضوية الأكثر استدامة والبوليمرات الحيوية المستدامة، مثل السليلوز والكتلة الحيوية الخشبية والإيثانول الحيوي في النبات، سيؤثر استخدام هذه التكنولوجيا في مناطق واسعة على تكييف التكنولوجيا الكهروحرارية لتحقيق كفاءة تسخين لتوليد الطاقة، كوسيلة تكميلية للانتقال الأخضر".
