تولید برق با استفاده از رطوبت هوا و هاگ باکتری ها

در سال 2012 طی پژوهشی که در نشریه‌ی Royal Society Interface به چاپ رسید آقای Sahin به تشریح نوعی باکتری خاکی به نام Bacillus subtilis پرداختند که می‌توانست با خشک کردن خود به هاگ‌هایی چقرمه، پایدار و چروکیده تبدیل شود. این هاگ‌ها می‌توانستند مجددا با دریافت آب بلافاصله به شکل اصلی خود برگردند.

با قابلیتی که این باکتری‌های در تغییر شکل برگشت پذیر خود داشتند محققان دریافتند که این هاگ‌ها می‌توانند برای ذخیره‌ی انرژی به کار روند. آقای Sahin در تلاش برای استفاده از این قابلیت، صفحه‌ای کوچک و منعطف از جنس سیلیکون را در محلولی حاوی هاگ‌ها قرار داد با این فرض که می‌تواند به کمک میکروسکوپ نیروی اتمی نیروی محرکه‌ی رطوبت را در آن‌ها اندازه گیری کند. در حین انجام این کار آقای Sahin به طرز غیر منتظره‌ای متوجه شد که این صفحه‌ی حاوی هاگ‌ها در پاسخ به تغییر رطوبت ناشی از هوای بازدم او دچار خمیدگی شدند. به گفته او:

" این جا بود که فهمیدم این سازوکار می‌تواند تا چه حد قدرتمند باشد!"

آقای Sahin دریافت که این صفحه‌ی پوشیده شده از هاگ‌ها می‌تواند تا 1000 برابر یک عضله‌ی انسان قدرتمند باشد. بنا بر محاسباتی که آقای Sahin انجام داده می‌توان با استفاده از حدود نیم کیلوگرم (0.45) از این هاگ‌های خشک و رطوبت دادن به آن‌ها یک ماشین را به ارتفاع یک متر از سطح زمین بلند کرد.

این باکتری‌ها بر روی سطوح چسب، سیلیکون، پلاستیک و لاستیک‌ها مورد آزمایش قرار گرفته اند و لاستیک‌ها بهترین سطح برای استفاده از آن‌ها به نظر می‌آمدند. مولد الکتریکی ساخته شده به کمک یک آهنربا و تبدیل حرکت صفحه لاستیک به چرخش آن در پاسخ به تغییر رطوبت به تولید جریان الکتریکی می‌پرداخت.

هرچند این نمونه‌ی اولیه تنها درصدی از انرژی ناشی از بخار را به انرژی الکتریکی تبدیل می‌کرد، آقای Sahin امیدوار است با مهندسی بهتر بر روی نحوه‌ی قرار گیری هاگ‌ها و تغییرات در عملکرد مولد بتوان بازدهی آن را افزایش داد. به اعتقاد پژوهشگران در آینده‌ای نه چندان دور می‌توان با استفاده از بخار آب پدید آمده توسط خورشید از این سازوکار برای تولید انرژی استفاده کرد. برخلاف انرژی خورشیدی و بادی که با تغییرات آب و هوایی افتاخیز دارند و البته قابلیت ذخیره سازی نیز در آن‌ها محدود است ، با استفاده از بخار آب می‌توان به صورت شبانه روزی به تولید انرژی پرداخت. این روش امیدهای تازه‌ای را برای استفاده از انرژی‌های تجدید پذیر در آینده پدید آورده است.

نتیجه‌ی کار این محققین در نشریه‌ی علمی Nature Nanotechnology به چاپ رسیده است. در ویدیوی زیر نیز می‌توانید نحوه‌ی کار این صفحات پوشش داده شده با هاگ در در پاسخ به رطوبت ببینید.