تولید برق به کمک رطوبت هوا

شاهین همراه با دکتر ماهادوان عضو هیات علمی موسسه Wyss و پروفسور آدام ریسک متخصص میکروبیولوژی و ایمونولوژی از دانشگاه لویولا شیکاگو به تفصیل نشان دادند که چگونه یک باکتری خاکی به نام Bacillus subtilis از رطوبت برای تبدیل شدن به یک هاگ سفت غیرفعال و چروکیده استفاده می‌کند. این هاگ‌ها می‌تواند سپس بلافاصله به شکل اولیه خود و قبل از زمانی که رطوبت را جذب می‌کرد، برگردد.

به گزارش gizmag محققان متوجه شدند ​ توانایی هاگ برای برگشتن به حالت اول و کوچک شدن مستلزم آن است که هاگ طی این فرآیند انرژی را در خودش ذخیره کند. در تلاشی برای اندازه گرفتن میزان انرژی هاگ‌ها، شاهین یک تکه سیلیکون منعطف و کوچک را در محلولی حاوی هاگ‌ها غوطه‌ور کرد . او می‌خواست ​ نیروی ناشی از رطوبت در این هاگ‌ها را به کمک یک میکروسکوپ اتمی اندازه‌گیری کند.

شاهین در کمال تعجب و قبل از این‌که تیغه سیلیکون پوشیده از هاگ را زیر میکروسکوپ قرار دهد می‌توانست با چشم غیرمسلح تغییرات این تیغه سیلیکون را که در واکنش به تغییرات رطوبت ناشی از برخورد بازدم تنفسی خودش بود رویت کند.

شاهین می‌گوید: پس از این موضوع بود که متوجه قدرت این پدیده شدم. براستی قوی است. شاهین متوجه شد تیغه منعطف پوشیده از هاگ قادر است هزار برابر نیرویی را که عضله انسان در تغییر حالت از ​ یک روز خورشیدی و خشک به یک روز مرطوب دارد، تولید کند.

این میزان حتی ده برابر مقداری است که امروزه مواد به کار رفته در ساخت محرک‌ها ایجاد می‌کند. محاسبات شاهین نشان می‌دهد ​ مرطوب کردن 450 گرم هاگ قادر به تولید نیروی لازم برای بلند کردن یک خودروی معمولی تا ارتفاع یک متر از زمین است.

شاهین پس از آزمایش‌های لازم روی سیلیکون، کائوچو، پلاستیک و نوار چسب به این نتیجه رسید که کائوچو بهترین وسیله برای ساخت تیغه محرک پوشیده از هاگ است. او با استفاده از یک لگو (اسباب‌بازی شامل قطعات کوچک کائوچو)، یک آهن‌ربا و یک پایه پوشیده از هاگ یک ژنراتور ساده رطوبتی ساخت. پایه پوشیده از هاگ در واکنش به تغییر رطوبت به جلو و عقب حرکت کرده و این حرکت موجب چرخیدن آهن‌ربا و در نهایت تولید الکتریسیته می‌شود.

اگرچه این نمونه فقط درصد کمی از رطوبت محیط را برای تولید الکتریسیته جذب می‌کند، شاهین معتقد است بازده دستگاه را می‌توان با مهندسی ژنتیک​ هاگ‌ها و ارتقای خاصیت الاستیکی آنها افزایش داد. نمونه‌های جهش یافته در آزمایش‌های اولیه نشان داد ​ دو برابر نمونه‌های طبیعی انرژی در خود ذخیره می‌کند.

محققان معتقدند ​ در آینده به کمک فناوری قادر خواهند بود از بنادر و آبگیرهایی که در مناطق گرم قرار دارند استفاده کرده و ژنراتورهای الکتریکی بسازند که با نیروی ناشی از تغییر رطوبت محیط کار می‌کند.

دان اینگبر بنیانگذار انستیتو Wyss می‌گوید: انرژی خورشید و باد در زمان‌هایی که هوا ابری بوده یا بادی نمی‌وزد به طرز چشمگیری در نوسان است و هنوز هیچ راه مناسبی برای ذخیره میزان مناسب انرژی ناشی از این دو منبع برای تامین الکتریسیته شبکه‌ها به مدت طولانی نیافته‌ایم. اگر بتوانیم تغییرات رطوبت در روز و شب را مهار و از آن برای تولید برق استفاده کنیم، شاهد یک منبع جدید از انرژی‌های تجدیدپذیر که جهان بشدت محتاج آن است، خواهیم بود.