الأخبار العالمية : دراسة جديدة تتوصل لتوليد الكهرباء من قطرات تشبه المطر

الجمعة 18 أبريل 2025 06:00 مساءً
نافذة على العالم - أظهر باحثون في الجامعة الوطنية في سنغافورة أنه تم التوصل لدراسة جديدة تؤكد توليد الكهرباء من قطرات تشبه قطرات المطر تتحرك عبر أنبوب، وفقا لصحيفة دياريو الإسبانية.
وأشارت الصحيفة إلى أن العلماء نجحوا في تسخير ظاهرة فيزيائية أساسية لتوليد الكهرباء من قطرات تشبه قطرات المطر تتحرك عبر أنبوب، ولذلك فإن التدفق الذى ينتج عبر الانبوب كفى لإضافة 12 مصباحا LED.
وقال سيولنج سوه، أستاذ الهندسة الكيميائية في الجامعة الوطنية في سنغافورة والمؤلف المشارك للدراسة، إن "المياه المتساقطة عبر أنبوب عمودي تولد كمية كبيرة من الكهرباء من خلال نمط تدفق محدد: تدفق السدادة". "قد يسمح لنا نمط تدفق المياه هذا بتسخير طاقة المطر لتوليد كهرباء نظيفة ومتجددة."
وأضاف "عندما يحرك الماء الجاري التوربين، فإنه يولد الكهرباء. ومع ذلك، فإن الطاقة الكهرومائية تقتصر على الأماكن التي تحتوي على كميات كبيرة من المياه، مثل الأنهار.
في السابق، حاول العلماء تحسين كفاءتهم من خلال إنشاء المزيد من مساحة السطح المتاحة من خلال قنوات دقيقة أو نانوية لضمان تدفق المياه بشكل مستمر، ومع ذلك، لا يتدفق الماء بشكل طبيعي عبر هذه القنوات الصغيرة، وإذا تم ضخه، فإنه يتطلب طاقة أكبر مما يولد، ولذلك أراد سوه وتشي كيت آو وزملاؤهما توليد الكهرباء باستخدام قنوات أكبر يمكن لمياه الأمطار أن تتدفق من خلالها.
وقام الفريق بتصميم نظام بسيط يتدفق فيه الماء عبر برج معدني في قاعدة البرج، مما يؤدي إلى رش قطرات بحجم المطر في فتحة أنبوب بوليمر عمودي يبلغ ارتفاعه 32 سنتيمترًا وعرضه 2 مليمتر.
وتسبب الاصطدام الأمامي للقطرات في الجزء العلوي من الأنبوب في تدفق السدادة: أعمدة قصيرة من الماء تتخللها جيوب هوائية، وعندما تدفق الماء عبر الأنبوب، انفصلت الشحنات الكهربائية، وتم جمع الماء في حاوية تحت الأنبوب، و تم التقاط الكهرباء بواسطة الأسلاك الموضوعة في أعلى الأنبوب وفي الزجاج.
أكثر من 10% من الطاقة يتم تحويلها إلى كهرباء
قام نظام تدفق القابس بتحويل أكثر من 10% من طاقة المياه المتساقطة عبر الأنابيب إلى كهرباء. وبالمقارنة بالمياه المتدفقة في تيار مستمر، أنتج تدفق القابس 5 أوامر من حيث الحجم من الكهرباء أكثر. وبما أن سرعة القطرات التي تم تحليلها كانت أبطأ بكثير من سرعة المطر، يقترح الباحثون أنه من الممكن استخدام النظام لالتقاط الكهرباء من قطرات المطر المتساقطة.
وفي تجربة أخرى، لاحظ الباحثون أن تحريك الماء عبر أنبوبين، إما في وقت واحد أو بالتتابع، يولد طاقة مضاعفة. وباستخدام هذه المعلومات، قاموا بتوجيه المياه عبر أربعة أنابيب، وقامت المنشأة بتشغيل 12 مصباح LED بشكل مستمر لمدة 20 ثانية. يقول الباحثون إن طاقة تدفق الطاقة قد تكون أسهل في التركيب والصيانة من محطات الطاقة الكهرومائية، وقد تكون مناسبة للمساحات الحضرية مثل أسطح المنازل.

Try Our AI Features

Explore what Daily8 AI can do for you:

Learn with AIFact CheckingText to SpeechAI Summary

Related Articles

El Nabaa

2 days ago

• El Nabaa

عدسة لاصقة ثورية تُمكّن الناس من الرؤية بضوء الأشعة تحت الحمراء

استطاع عدد من المشاركين في تجارب علمية إدراك المعلومات في ضوء الأشعة تحت الحمراء حتى مع إغلاق أعينهم. وابتكر علماء عدسات لاصقة تُمكّن مرتديها من الرؤية في الظلام باستخدام تقنية الرؤية من خلال الأشعة تحت الحمراء، وهو اختراع قد يُحدث نقلة نوعية في عمليات الطوارئ والإنقاذ. وبخلاف نظارات الرؤية الليلية التقليدية، لا تتطلب هذه العدسات مصدر طاقة، وتُمكّن مرتديها من رؤية الأشعة تحت الحمراء والضوء المرئي في آنٍ واحد، وفقًا لدراسة جديدة نُشرت في مجلة Cell. وقال تيان شيويه، كبير الباحثين في الدراسة من جامعة العلوم والتكنولوجيا في الصين: "يفتح البحث آفاق جديدة للأجهزة القابلة للارتداء غير الجراحية لمنح الناس رؤية فائقة". وتستخدم العدسة جسيمات نانوية دقيقة تمتص ضوء الأشعة تحت الحمراء وتحوله إلى أطوال موجية مرئية لعيون الثدييات. تفسير النتيجة وتُمكّن هذه الجسيمات تحديدًا من اكتشاف "ضوء الأشعة تحت الحمراء القريبة"، الذي يتراوح طوله الموجي بين 800 و1600 نانومتر. وهذا يتجاوز ما تدركه الثدييات، وهو جزء بسيط من الأطوال الموجية المقابلة للضوء المرئي، والتي تتراوح عادةً بين 400 و700 نانومتر. وأظهرت أبحاث سابقة على الفئران أن هذه الجسيمات تُمكّن من الرؤية بالأشعة تحت الحمراء عند حقنها في شبكية العين، لكن العلماء الصينيين شرعوا في تصميم خيار أقل تدخلًا. ولتطوير العدسات الجديدة، قاموا بدمج الجسيمات النانوية مع بوليمرات مرنة وغير سامة تُستخدم في العدسات اللاصقة اللينة القياسية، ثم تم اختبار الباحثون العدسات على كل من البشر والفئران. ووجدوا أنه عند اختيار صندوق مظلم وصندوق مضاء بالأشعة تحت الحمراء، اختارت الفئران التي ترتدي العدسات اللاصقة الصندوق المظلم، بينما لم تُظهر الفئران التي لا ترتدي العدسات اللاصقة أي تفضيل. كما انقبضت حدقات الفئران التي ترتدي العدسات اللاصقة عند وجود ضوء الأشعة تحت الحمراء، وأظهرت مسوحات أدمغتها أن ضوء الأشعة تحت الحمراء يُضيء مراكز المعالجة البصرية لديها. في البشر، استطاع المشاركون الذين يرتدون العدسات رصد إشارات الأشعة تحت الحمراء الوامضة الشبيهة بشفرات مورس بدقة. وبهذا تكون النتيجة الأمر واضح تمامًا: دون العدسات اللاصقة، لا يستطيع الشخص رؤية أي شيء، ولكن عند ارتدائها، يمكنه رؤية وميض ضوء الأشعة تحت الحمراء بوضوح. وتابع: "وجدنا أيضًا أنه عندما يغلق الشخص عينيه، يكون أكثر قدرة على استقبال هذه المعلومات المتقطعة، لأن ضوء الأشعة تحت الحمراء القريبة يخترق الجفن بفعالية أكبر من الضوء المرئي". حاليًا، لا تستطيع العدسات سوى اكتشاف الأشعة تحت الحمراء الصادرة من مصدر ضوء LED. ويعمل الباحثون على زيادة حساسية الجسيمات لتتمكن من اكتشاف مستويات أقل من ضوء الأشعة تحت الحمراء. ولهذه التقنية مجموعة واسعة من التطبيقات العملية، بما في ذلك تشفير ونقل معلومات الأشعة تحت الحمراء، وتحسين الرؤية في ظروف الرؤية الضعيفة مثل الضباب أو الغبار، ودمجها في الأجهزة الذكية للإنقاذ وحالات الطوارئ.

Dostor

2 days ago

• Dostor

"المصري للتأمين": الزراعة الذكية نموذجًا للحلول المستقبلية

قال الاتحاد المصري للتأمين إنه من المهم والضروري أن يتم التنسيق بين المزارعين، وشركات التأمين، وشركات التكنولوجيا لضمان تصميم حلول تأمينية ملائمة تعكس الطبيعة الديناميكية للزراعة الذكية، وتقديم حلول مستدامة للتحديات التي قد تواجه المزارع ستساعد هذه الديناميكية في تحقيق توازن بين تحقيق أقصى استفادة من التقنيات الحديثة، وضمان الحفاظ على الموارد الطبيعية والسيطرة على التقلبات الاقتصادية. وأوضح في بيان له اليوم، أنه بناءً على هذه المخاطر، أصبح من الضروري دراسة كيفية تصميم حلول تأمينية للمزارع الذكية لتعويض المزارعين عن الأضرار الناتجة عن هذه المخاطر. وأشار إلى أنه تعرف الزراعة الذكية بأنها أنظمة زراعية متكاملة تُستخدم فيها تقنيات حديثة لتعزيز كفاءة الإنتاج الزراعي وتحقيق استدامة بيئية واقتصادية وتعتمد هذه المزارع على تكنولوجيا المعلومات والاتصالات، بما في ذلك إنترنت الأشياء، الذكاء الاصطناعي، والبيانات الضخمة، لتمكين المزارعين من مراقبة وتحليل الظروف البيئية ونمو المحاصيل بشكل دقيق، يساهم هذا التوجه في تحسين الإنتاجية الزراعية، تقليل الفاقد، وتعزيز القدرة التنافسية للمنتجات الزراعية في السوق العالمية. وأكد أن إحدى السِمات البارزة للزراعة الذكية هي الاستخدام المكثف للأنظمة التلقائية التي تضمن التكيف السريع مع المتغيرات البيئية، على سبيل المثال، يتم استخدام أجهزة الاستشعار لتحليل مستوى الرطوبة في التربة ودرجة الحرارة، مما يتيح التحكم الذكي في نظم الري والتسميد، بالإضافة إلى ذلك تسهم تقنيات مثل الزراعة العمودية وإضاءة LED الذكية في تقليل استهلاك الموارد، مثل المياه والطاقة، وتحسين جودة المحاصيل من خلال دمج هذه التقنيات، حيث تعكس المزارع الذكية رؤية شاملة تهدف إلى تحقيق إنتاج زراعي مستدام وقادر على تلبية احتياجات السكان المتزايدة. وأوضح أنه تعتبر الزراعة الذكية نموذجًا للحلول الزراعية المستقبلية، حيث تدعم الابتكار وتسهّل تكيّف المزارعين مع التحديات الراهنة، مثل التغير المناخي والطلب المتزايد على الغذاء، من خلال تحليل البيانات الكبيرة، مما يمكن المزارعين من اتخاذ قرارات مبنية على أدلة واضحة تعزز من كفاءة العمليات الزراعية، لذلك فإن فهم خصائص الزراعة الذكية، وإسهامها في تحسين أداء القطاع الزراعي يعتبر خطوة محورية، نحو تعزيز الأمن الغذائي والاستدامة البيئية.

AlSabah Al Arabi

3 days ago

• AlSabah Al Arabi

'اختراع جديد'.. عدسات لاصقة ثورية تمكن من الرؤية في الظلام 'حتى وأنت مغمض هتشوف'

تمكن فريق من العلماء في جامعة العلوم والتكنولوجيا بالصين من ابتكار عدسات لاصقة تتيح للرؤية في الظلام، حتى مع غلق العينين، بدون الحاجة لمصدر طاقة مثل نظارات الرؤية الليلية، حيث تعتمد العدسات على جزيئات نانوية تحول أطوال موجات الأشعة تحت الحمراء التي لا تراها العين البشرية إلى موجات مرئية. العدسات تمتص الضوء في نطاق الأشعة تحت الحمراء بين 800 و1600 نانومتر، مما يمنح المستخدمين قدرة على رؤية تفاصيل في الظلام الدامس، وأظهرت الاختبارات أن الرؤية تتحسن عند غلق العينين حيث يقل التداخل مع طيف الضوء الطبيعي. هذا الابتكار قد يساعد أيضًا المصابين بعمى الألوان على إدراك أطوال موجية لا يستطيعون رؤيتها عادة، و في الوقت الحالي، تكتشف العدسات الضوء المنبعث من مصادر LED فقط، لكن الفريق يعمل على زيادة حساسية العدسات للكشف عن مستويات أقل من الأشعة تحت الحمراء. الباحثون يطمحون مستقبلاً لتطوير عدسات لاصقة أكثر دقة وحساسية بالتعاون مع خبراء البصريات، مما يفتح آفاقًا جديدة للأجهزة القابلة للارتداء في مجال تحسين الرؤية.