تتطلب الأجهزة الحديثة، بدءًا من أجهزة تتبع اللياقة البدنية والملابس الذكية إلى أجهزة استشعار إنترنت الأشياء (IoT)، مصادر طاقة مدمجة وموثوقة. قد يكون الحل الواعد للمشكلة هو حل جديد – وهو مولد يولد الطاقة من تذبذبات السوائل الممغنطة.

هذا هو في الأساس محطة الطاقة الصغيرة ذات الموجة الشخصية عبارة عن أمبولة نصفها مملوءة بسائل قابل للتحلل مع جسيمات نانوية مغناطيسية. يتم وضعها في مجال مغناطيسي مع ملف ملفوف حولها. يؤدي الاهتزاز، على سبيل المثال، عند المشي، إلى تحريك المحتويات، مما يؤدي إلى تغيير التدفق المغناطيسي، وتولد اهتزازاتها تيارًا. صغيرة، حقيقية، ولكنها كافية لأجهزة الاستشعار القابلة للارتداء أو إنترنت الأشياء.

في معهد الفيزياء التجريبية أجرت الأكاديمية السلوفاكية للعلوم سلسلة من التجارب للعثور على أفضل تكوين للمغناطيس وتركيز الجسيمات النانوية في مثل هذا المولد. تم نشر نتائج التجارب في التقارير العلمية.

تم الكشف عن نمط واضح: في التكوين الأمثل، مع زيادة مغنطة التشبع للسوائل الممغنطة، تزداد الطاقة الكهربائية المجمعة خطيًا. تبين أن الأكثر فعالية هو المخطط الذي يحتوي على مغناطيس دائم مثبت على الجدار الجانبي للأمبولة، مما يخلق مجالًا مغناطيسيًا متعامدًا مع كل من محور التذبذب وقوة الجاذبية.

في هذا التكوين، وصلت الطاقة القصوى المقاسة إلى حوالي 232.6 نانو وات للسائل ذي أعلى مغنطة.

في المجالات المغناطيسية الأقوى، يتم إعاقة حركة السائل الممغنط بسبب تأثير اللزوجة المغناطيسية، مما يقلل من الجهد المستحث، أي أن المجالات الأقوى لا تولد دائمًا المزيد من الطاقة.

يوفر أسلوب تجميع الطاقة هذا، الذي يتميز بخفة الوزن والمرونة، مزايا مقارنة بمحولات الطاقة الكهرومغناطيسية التقليدية، والتي تستخدم عادةً مغناطيسات متحركة ثقيلة. وتم تحضير السوائل الممغنطة المستخدمة في التجارب باستخدام زيت محول قابل للتحلل، مما يقلل من المخاطر على البيئة في حالة التسرب. يتدفق السائل استجابةً لتحرك الوعاء في اتجاهات مختلفة، مما يجعل المولد مثاليًا للأجهزة القابلة للارتداء مع اهتزازاتها غير المنتظمة أو متعددة المحاور.

وأوضح الفيزيائي ميشال راجنياك، الذي قاد البحث: “تُظهر نتائج عملنا أن تكوين المجال المغناطيسي المحدد بشكل صحيح، جنبًا إلى جنب مع المغنطة المثالية للسائل الممغنط، يسمح بتحويل طاقة الاهتزازات الميكانيكية العادية إلى كهرباء. وهذا يفتح الطريق أمام إنشاء أجهزة مستقلة حقًا لا تتطلب مصادر طاقة خارجية”.

إن مستويات القوة التي تم تحقيقها، بعبارة ملطفة، غير مثيرة للإعجاب. ومع ذلك، يتوقع المؤلفون تحقيق أداء أعلى من خلال التوسع عن طريق ربط صفائف من الملفات ووحدات الموائع الحديدية.