يطور الباحثون جهازًا يولد الكهرباء من رطوبة الهواء
لقد أنشأ علماء في جامعة ماساتشوستس أمهرست جهازًا صغيرًا ينتج الكهرباء عن طريق الاستفادة من الرطوبة في الهواء. هذه الابتكار، المعروف باسم Air-gen، يعمل بشكل مستمر دون الحاجة إلى ضوء الشمس أو الرياح. يمكن لهذا الاختراق أن يمهد الطريق لمصادر طاقة مستدامة في بيئات متنوعة.
في 1 أكتوبر 2025، أعلن فريق بقيادة جون ياو، أستاذ مشارك في الهندسة الكهربائية وهندسة الحاسوب في جامعة ماساتشوستس أمهرست، عن تطوير جهاز جديد قائم على النانوتكنولوجيا قادر على توليد الكهرباء من الرطوبة المحيطة في الهواء. الجهاز، المشار إليه باسم Air-gen، يتكون من أسلاك نانوية بروتينية صغيرة جدًا تخلق جهدًا كهربائيًا من خلال التفاعل مع جزيئات الماء في الغلاف الجوي.
البحث، المنشور في مجلة Advanced Materials، يبني على عمل سابق من عام 2020 حيث أظهر الفريق نفسه مفهومًا مشابهًا على نطاق أكبر. هذه النسخة الأحدث تقلص التكنولوجيا إلى مستويات مجهرية، مما يسمح بكفاءة أعلى وإمكانية دمجها في العناصر اليومية مثل الإلكترونيات القابلة للارتداء أو مواد البناء. 'نحن متحمسون جدًا لهذا لأنه يفتح إمكانيات لجني الطاقة من الهواء في كل مكان، نهارًا وليلاً'، قال ياو في بيان صحفي للجامعة.
تشمل التفاصيل الرئيسية من الدراسة قدرة الجهاز على إنتاج تيار مستقر يبلغ حوالي 0.5 فولت و17 نانوأمبير لكل جهاز في ظروف الرطوبة العادية (حوالي 20-60% رطوبة نسبية). يمكن لتراكم طبقات متعددة تضخيم الإخراج، مع نماذج أولية تظهر جهودًا تصل إلى عدة فولتات. الأسلاك النانوية مشتقة من بكتيريا Geobacter، التي تنتج هذه الخيوط الموصلة بشكل طبيعي.
يكشف السياق الخلفي أن الإلهام جاء من ملاحظة كيفية توليد بعض البكتيريا الكهرباء في البيئات الرطبة. قضى الفريق، بما في ذلك المؤلفون المشاركون ديريك لوفلي وغوانغلاي لي، سنوات في تهيئة المادة لضمان الاستقرار وقابلية التوسع. على عكس الطاقة الشمسية أو الريحية، التي تعتمد على الطقس، يعمل Air-gen بشكل مستمر، مما يجعله مناسبًا للتطبيقات الداخلية أو المناطق النائية.
تشير الآثار المبرزة في البيان إلى تطبيقات واسعة في تشغيل أجهزة استشعار لأجهزة إنترنت الأشياء (IoT)، والمراقبة البيئية، وحتى المساهمة في شبكات الطاقة المتجددة. ومع ذلك، تبقى التحديات، مثل زيادة كثافة الطاقة للمنافسة مع البطاريات وضمان المتانة طويلة الأمد في ظروف متغيرة. أكد ياو: 'هذا مجرد البداية؛ نحتاج إلى التحسين للاستخدام في العالم الحقيقي.'
لقد جذب الاكتشاف انتباه المجتمع العلمي لإمكانيته في معالجة الاحتياجات الطاقية العالمية دون الاعتماد على موارد محدودة. لم يتم تقديم جدول زمني فوري للتسويق التجاري، لكن الباحثين يخططون لاختبارات إضافية في مستويات رطوبة متنوعة.