علماء سنغافورة يطوّرون جهازاً لتحويل طاقة المطر إلى كهرباء بكفاءةٍ عالية

تمكّن فريقٌ من علماء الفيزياء في سنغافورة من ابتكار جهازٍ يعتمد على مبدأٍ علمي دقيق لاستخراج الطاقة الكهربائية من قطرات المطر، وذلك عبر توجيهها على شكل دفعات متقطعة داخل أنابيب مجهرية رأسية بدلاً من التدفق المستمر. ويؤدي اصطدام القطرات بجدران الأنابيب إلى نقل شحنةٍ موجبةٍ فقط للمعدن، ما يولّد تياراً كهربائياً بكفاءةٍ تصل إلى 10%، وهو ما يتفوّق على التقنيات السابقة في هذا المجال.

تصميم الأنابيب البوليمرية وخصائصها

اعتمد العلماء في تصميمهم على أنابيبٍ مصنوعةٍ من مزيجٍ من بوليمرين، يحتوي الأول على سداسي فلور البروبيلين، والثاني على رباعي فلور الإيثيلين، لما يتمتعان به من قدرةٍ عاليةٍ على نقل الشحنات الكهربائية.

وعند سقوط قطرات المياه من ارتفاعٍ يبلغ نحو متر واحد داخل هذه الأنابيب، تتولد شحنةٌ موجبةٌ تنتقل إلى جدار الأنبوب، مما يولّد تياراً كهربائياً مستمراً.

نتائج التجارب وأرقام الأداء

أظهرت الاختبارات أن كلَّ مترٍ مربعٍ من سطح هذا الجهاز يمكنه توليد نحو 100 واطٍ من الطاقة الكهربائية، مع تحقيق كفاءةٍ تصل إلى حوالي 10%، فيما كانت كل التقنيات السابقة لا تتجاوز كفاءتها عدةَ بالمئات من النقاط المئوية.

التحديات والآفاق المستقبلية

رغم أنّ محطات الطاقة الكهرومائية التقليدية تتمتع بكفاءاتٍ أعلى، يرى الباحثون أن هذه التقنية تفتح آفاقاً جديدة لاستغلال الأمطار في إنتاج كهرباء نظيفةٍ ومتجددة بنسبة 100%، خاصة في المناطق التي تفتقر إلى مصادر مستقرة للطاقة.

وأفاد الدكتور سو سيولين، الأستاذ المساعد في الجامعة الوطنية في سنغافورة، بأن زيادة حجم القنوات وتمرير الماء على شكل قطرات منفصلة أو كتل صغيرة مفصولة بالهواء قد يرفع الكفاءة إلى مستوياتٍ غير مسبوقةٍ.

تطبيقات محتملةٌ في المناطق الممطرة

يتوقّع الفريق البحثي أن يُسهم هذا الاكتشاف في تطوير مولّداتٍ رخيصةٍ وقويةٍ بما يكفي لتزويد القرى والمناطق النائية بالطاقة، لا سيما في المناطق التي تشهد معدلات أمطارٍ مرتفعةٍ. كما سيزيد من الاعتماد على مصادر الطاقة المتجددة ويقلل من الانبعاثات الكربونية، بما يتماشى مع أهداف التنمية المستدامة.