מחקר חדש מצא, כי תכונות מסוימות של חומרים פיזו-חשמליים יכולות להיות מנוצלות לטעינה של התקני ננו או מיקרו בעתיד ● למשל, טלפון סלולרי עם סוללה העשויה חומרים פיזו-חשמליים, שתיטען על ידי גלי הקול במהלך שיחות
נחמה אלמוג, מערכת ThePeople ,DailyMaily
דמיינו טלפון סלולרי שנטען מעצמו ולעולם לא מתרוקן מחשמל, הודות לגלי הקול של המשתמש, המומרים לאנרגיה החשמלית שהוא זקוק לה כדי לפעול. כן, פטפטנות, יום אחד, תושיע את הסוללות המתרוקנות של מכשירי הסלולר – אם המחקר של שתי אוניברסיטאות אמריקניות יישא פירות.
הרעיון אינו כה רחוק מיישום מכפי שאפשר לחשוב, הודות לפרופ’ טאהיר קאגין, מהמחלקה להנדסת חומרים באוניברסיטת A&M שבטקסס, יחד עם צוות חוקרים מאוניברסיטת יוסטון. צוות המחקר, שמתמקד בננו-טכנולוגיה, הגיע לתגלית משמעותית הקשורה לאגירת אנרגיה – תחום שחוקרים אותו רבות, הן בשל המגמה של פיתוח טכנולוגיות “ירוקות” והן בשל דרישה גוברת של משתמשים להתקנים ומוצרים שטווח פעולתם בין הטענה להטענה יהיה גדול יותר – למרות שמדי יום הם הולכים ומשתכללים וצורכים יותר חשמל.
פרופ’ קאגין ועמיתיו גילו, שיכולת אגירת האנרגיה של חומרים פיזו-אלקטריים מסוימים משתפרת ב-100% כשהם מיוצרים בממדים קטנים מאוד – במקרה הזה בעובי של כ-20-23 ננו-מטרים. הממצא הזה עשוי להשפיע מאוד על התחום של התקנים אלקטרוניים, כמו טלפונים סלולריים, מחשבים נישאים, או נגנים שמשתמשים בהם בחיי היום יום ועד התקנים שמשמשים חיילים בשדה הקרב – שנטענים מעצמם ואינם דורשים החלפה של מקורות כוח, כמו סוללות.
חומרים פיזו-חשמליים כבר מוכרים יותר מ-100 שנה ומשמשים בתעשיות שונות. חומרים אלה ידועים ככאלה המייצרים חשמל בתגובה ללחץ פיזי. למשל, אפשר למצוא אותם היום בשעוני קוורץ, או במצתי הסיגריות ברכב – הלחיצה של המצת משפיעה על גביש פיזו-חשמלי, שמייצר בתגובה מתח חשמלי מספיק ליצירת ניצוץ במצת. בלונדון אף הוקם מועדון לילה, שמתחת לרצפת הריקודים שלו נפרסו שורות של קפיצים העשויים חומרים פיזו-חשמליים, המייצרים חשמל בעקבות לחץ הרקדנים הסוערים – שמנוצל כולו לצורכי התאורה ומערכות המוזיקה.
בעוד שבתחומים אלה מפותחים מדי יום יישומים חדשים, אמר פרופ’ קאגין, מחקרים על פיזו-חשמל בממדי ננו הם עדיין חדשים ומושקעים בהם מאמצים רבים. למשל, הוא אמר, דמיינו שבמקום לעבוד עם חומרים בגודל של עמוד חשמל, נוכל לעבוד עם אותם חומרים אבל בגודל של שערה. “כשמתרחש שינוי מהותי כל כך בממדים, חומרים פועלים ומגיבים שונה, וכשאנו מקטינים חומרים לממדי ננו, תכונותיהם משתנות בצורה דרמטית. אנחנו הוכחנו, שבגודל מסוים – בין 20 ל-23 ננו-מטרים – אפשר בעצם לשפר יצירה ואגירה של אנרגיה בחומרים פיזו-חשמליים ב-100%. הפרעות בצורת גלי קול, בדומה לגלי לחץ בגזים, בנוזלים ובמוצקים – יכולות להיות מנוצלות לטעינה של התקני ננו או מיקרו בעתיד. למשל, טלפון סלולרי עם סוללה העשויה חומרים פיזו-חשמליים יכול להיטען על ידי גלי הקול שנוצרים בכמה שיחות ‘טובות'”, הוסיף פרופ’ קאגין.
3 תגובות
כתבה מעניינת!
10 על 10 !!!
ואיך יטען הטלפון של הטיפוסים שרק יודעים להקשיב ולא מדברים ?
ההתקן אינו אוגר אנרגיה, כפי שנכתב מספר פעמים, אלא רק מספק אותה וכמובן צריך להפנות אותה לסוללה נטענת. הגביש הפיאזו חשמלי שבשעוני קוורץ (הם נקראים כך בגלל שהגביש המדובר עשוי קוורץ), משמש לא לאספקת אנרגיה אלא לקביעת בסיס זמן מדוייק (הפעלת מתח חשמלי על הגביש – הפעולה ההפוכה מזו שמדובר בכתבה – גורמת לגביש לרטוט בתדר מדוייק התלוי בממדיו הפיזיים). מצת סיגריות ברכב פועל באמצעות גוף חימום ולא על ידי הגביש המדובר. דווקא מצתי סיגריות ידניים – אלה עם הלחיצה, לא עם סיבוב גלגל, מפעילים גביש פיאזו חשמלי המספק ניצוץ חשמלי המצית גז. כנ"ל מצתים של כיריים גז. לי אישית נראה שטעינה רק בזמן הדיבור (גם אם מדובר בגבישים דקים המספקים יותר אנרגיה) נחותה בהשוואה לתאים פוטואלקטריים – כמו שקיים במחשבונים כבר המון זמן. הרעיון כולו אינו חדש. כבר לפני עשרות שנים הוצע מיקרופון עם קדם מגבר שהאנרגיה להפעלת המגבר הייתה חלק מהאנרגיה של הגביש הפיאזו חשמלי שיוצר את גלי הקול – כן, גביש פיאזו חשמלי משמש במיקרופונים כהתקן ההופך את גלי הקול לגלי חשמל תואמים.