قد يؤدي ابتكار البطاريات التي تستخدم الفرق بين حرارة الجسم ودرجة حرارة الهواء لتوليد الطاقة إلى تسريع الوصول في نهاية المطاف إلى الساعات الذكية ذاتية الشحن وغيرها من الأجهزة القابلة للارتداء.

وقد تم تفصيل هذه التكنولوجيا المعقدة في بحث أجراه معهد أولسان الوطني للعلوم والتكنولوجيا (UNIST) في كوريا الجنوبية.

مزيد من الكهرباء، حرارة أقل

ابتكر فريق البحث بقيادة البروفيسور جانغ سونغ يون في جامعة UNIST مادة أيونية حرارية تشبه الفيلم تستخدم الفرق في درجة الحرارة بين جلدك والهواء المحيط به لتوليد الكهرباء.

في حين أن مواد مثل هذه قد تم تطويرها من قبل، فقد سجل الابتكار الجديد أعلى القيم على الإطلاق – مقاسة بـ ZTi، أو رقم الجدارة الكهروحرارية – لمادة كهروحرارية أيونية، مسجلاً زيادة كبيرة بنسبة 70٪.

ومع تشغيل المواد بشكل متسلسل داخل وحدة توليد الطاقة، تم توليد 1.03 فولت لكل اختلاف في درجة الحرارة قدره 1 درجة مئوية. استخدم الفريق الوحدة لتشغيل مصباح LED، مع اختلاف في درجة الحرارة قدره 1.5 درجة مئوية.

ولعل الأهم من ذلك هو أن الطاقة المولدة ظلت مستقرة وحققت باستمرار 95% من أدائها على مدى شهرين، عند استخدامها في الداخل.

التحدي العلمي

في السابق، كان من الصعب تحقيق التوازن بين الأيونات الموجبة والأيونات السالبة التي تنتج الكهرباء في مثل هذه المواد، ويسبب وجود الكثير من الأيونات مشاكل في تدفق الأيونات، مما يحد من الأداء.

ويأتي الإنجاز الذي حققه الفريق في إيجاد التوازن الصحيح بين الأيونات الموجبة والسالبة، وزيادة الكثافة إلى أقصى حد. ومن خلال مبادئ التصميم هذه، حطم الفريق الرقم القياسي السابق لشركة ZTi.

تمت الإشارة إليه بواسطة علوم دونغا كلما ارتفع رقم ZTi، تم توليد الكهرباء بكفاءة أكبر باستخدام اختلافات صغيرة في درجات الحرارة. إذا كانت هذه التكنولوجيا ستعمل على تشغيل الأجهزة القابلة للارتداء في المستقبل، فسيكون هذا جانبًا رئيسيًا.

ماذا يعني كل هذا؟

قال البروفيسور جانغ لـ DongA Science:

لا يزال عمر البطارية يشكل عائقًا أمام الكثيرين الذين يفكرون في الساعة الذكية، حيث يعد الاستخدام لبضعة أيام مع تنشيط جميع المستشعرات والميزات هو أقصى ما يمكن أن تتوقعه بشحنة واحدة. في حين أن الطاقة الشمسية هي خيار في بعض الطرز المتصلة، إلا أن البطارية التقليدية أكثر شيوعًا.

ابتكارات مثل هذه، و أنواع جديدة من البطاريات مصممة للخواتم الذكية، لديها القدرة على تقليل المخاوف بشأن عمر البطارية، في حالة وصولها إلى مرحلة الإنتاج في النهاية. يمكن العثور على تفاصيل علمية متعمقة حول المواد الكهروحرارية الأيونية التي ابتكرها الفريق في الورقة البحثية.