منوعات

اللبنات الأساسية للطاقة الخضراء: سطح مرن قابل لإعادة التشكيل

إن حصاد الطاقة، وهو تكنولوجيا صديقة للبيئة، يتجاوز الطاقة الشمسية وطاقة الرياح من خلال إنتاج الكهرباء من الطاقة غير المستخدمة أو المهملة في الحياة اليومية، بما في ذلك الاهتزازات الناتجة عن مرور محركات السيارات أو القطارات. تم الإعلان عن بحث حديث مثير للاهتمام يهدف إلى تحسين كفاءة تجميع الطاقة باستخدام نوع جديد من الأسطح القابلة لإعادة التشكيل، يشبه تجميع مكعبات LEGO.

انضم البروفيسور جونسوك رو من أقسام الهندسة الميكانيكية والهندسة الكيميائية والهندسة الكهربائية وطالب الدكتوراه/الماجستير جيون لي من قسم الهندسة الميكانيكية في جامعة بوهانغ للعلوم والتكنولوجيا (POSTECH) إلى البروفيسور ميسو كيم من كلية المواد المتقدمة. العلوم والهندسة في جامعة سونغكيونكوان (SKKU) للتعاون في مشروع بحثي. لقد قاموا معًا بتطوير سطح مرن متعدد الوظائف يمكن تكوينه بحرية عن طريق ربط المكونات وفصلها للتطبيقات العملية. تم نشر هذا البحث في إحدى المجلات العالمية المتخصصة في علم المواد، العلوم المتقدمة.

المواد الخارقة هي هياكل مصممة بشكل اصطناعي تستغل العلاقات بين الأطوال الموجية للتلاعب بالطاقة الموجية مثل الضوء والاهتزاز والصوت. إن تسخير هذه القدرة على حصاد الطاقة يسمح بتجميع الموجات المرنة في مكونات كهرضغطية، وبالتالي زيادة كفاءة إنتاج الكهرباء. ومع ذلك، فإن القيود في التحليل النظري للحزم التي تشكل المواد الاصطناعية تحد من تشغيلها على تردد واحد وتحد من فائدتها لأغراض محددة، مما يشكل تحديات لتطبيقها العملي في الهياكل الحقيقية.

تغلب فريق البحث على هذه القيود من خلال استخدام نظرية شعاع تيموشينكو-إهرنفست بدلاً من نظرية شعاع أويلر-بيرنولي التقليدية. ما يميز الأول هو النظر في الخصائص الأساسية للمرونة، ولا سيما تشوه القص وتأثيرات القصور الذاتي الدوراني للحزمة. تمثل هذه الدراسة أول تطبيق لهذه النظرية للبحث في المواد المرنة.

نجح الباحثون في تفسير ونمذجة المواد المرنة لتعديل الطور للموجات المرنة باستخدام نظرية شعاع تيموشينكو-إهرنفست. علاوة على ذلك، قاموا بتصنيع نوع جديد من الأسطح المرنة القابلة لإعادة التشكيل (TREM) استنادًا إلى شعاع تيموشينكو-إهرينفيست، القادر على ربط وفصل هياكل متعددة. يمكن لـ TREM إعادة بناء سطحه اعتمادًا على تطبيقه، وبالتالي التحكم في ظواهر الموجات المختلفة مثل انكسار الموجة غير الطبيعي، وتركيز الموجة، وانتشار الموجة المتسارع ذاتيًا، وانعكاس الموجة الإجمالي عبر نطاق واسع من الترددات.

ومن الجدير بالذكر أن جهاز TREM الخاص بالفريق أظهر كفاءة استثنائية في تجميع الطاقة من الموجات المرنة، مما أدى إلى زيادة طاقة الخرج الكهربائي للمكونات الكهرضغطية بما يصل إلى ثماني مرات. وهذا يسلط الضوء على قيمته كنظام لتجميع الطاقة الكهرضغطية.

وقال الباحث الرئيسي البروفيسور جونسوك رو: “أعتقد أن سطحنا الخارق المطور حديثًا، والمصمم للعمل على نطاقات ترددية متعددة الوظائف وواسعة، سيثبت أنه لا يقدر بثمن في حصاد الطاقة، لا سيما في الاستخدام الصديق للبيئة للطاقة المحيطة. وتتمتع هذه التكنولوجيا، إلى جانب تطبيقاتها في مراقبة الصحة الهيكلية والاستشعار اللاسلكي وإنترنت الأشياء، بإمكانات كبيرة لتقديم مساهمات كبيرة في مختلف المجالات.

تم دعم هذا العمل بواسطة N.EX.T. مشروع تأثير POSCO Holdings، وكذلك من خلال التمويل من برامج مختلفة، بما في ذلك برنامج مركز الأبحاث الرائد، وبرنامج مركز الأبحاث الرائد الإقليمي (RLRC)، وبرنامج مختبر تكنولوجيا المستقبل، وكلها تديرها المؤسسة الوطنية للبحوث في كوريا و ممولة. من قبل وزارة العلوم وتكنولوجيا المعلومات والاتصالات في الحكومة الكورية.

..

Source link

orcalimaa

المصدر الرئيسي للأخبار والمعلومات الصحية والطبية الموثوقة وفي الوقت المناسب . توفير معلومات صحية ذات مصداقية ومجتمع داعم وخدمات تعليمية من خلال مزج الخبرة الحائزة على جوائز في المحتوى والخدمات المجتمعية وتعليقات الخبراء والمراجعة الطبية .

مقالات ذات صلة

اترك تعليقاً

زر الذهاب إلى الأعلى