باتری با تقلید از ماهی الکتریکی

خبرگزاری برنا؛ این طرح را «جوزف ناجم» استادیار مهندسی مکانیک دانشگاه ایالتی پنسیلوانیا برای توسعه یک منبع انرژی که قادر به تامین انرژی ماهواره‌ها، دوربین‌ها، حسگر‌های آب و هوا و سایر دستگاه‌های فضایی است، هدایت خواهند کرد. ناجم و گروهش از نزدیک با «مایکل مایر» از دانشگاه فریبورگ برای ساخت و تولید منابع انرژی چند منظوره پلیمری یا مبتنی بر هیدروژل همکاری خواهند کرد.
«امیر براتی فریمانی» از دانشگاه کارنگی ملون و «کریستوف ودر» از دانشگاه فریبورگ بر روی شبیه‌سازی و سنتز مواد تمرکز خواهند کرد.
ناجم گفت: چالش کنونی در فضا این است که باتری‌های لیتیوم یونی که برای مثال در تلفن‌های همراه یا خودرو‌های الکتریکی پیدا می‌کنید، سفت و سخت هستند و تعمیر و نگهداری بسیار بالایی دارند. نصب آن‌ها پرهزینه است و برای ادامه کار به فناوری نیاز دارد. همچنین به دلیل احتمال انفجار هنگام شارژ بیش از حد، یک نگرانی ایمنی وجود دارد. یک منبع انرژی سازگار و خودپایدار که از نظر الکتریکی به اندازه کافی برای ماموریت‌های مداری در مدار پایینی زمین کارآمد است و دارای ویژگی‌های شیمیایی و فیزیکی برای مقاومت در برابر محیط‌های خشن است، می‌تواند برای کاربرد‌های فضایی مفید باشد.
ماهی‌های الکتریکی که دارای اندام‌هایی هستند که میدان الکتریکی برای شکار و دفاع تولید می‌کنند، الهام‌بخش این نوع منبع انرژی هستند. ماهی الکتریکی هر ماهی است که می‌تواند میدان الکتریکی تولید کند.در حالی که به ماهی‌ که توانایی برای تشخیص میدان‌های الکتریکی دارد الکترورسیو گفته می‌شود. اکثر ماهی‌های الکتروژنیک الکترورسیو نیز هستند. بیشتر ماهی‌های نگهداری شده در آکواریوم و صید شده جهت مصرف غذایی در گروه الکتروژنیک یا الکترورسیو نیستند.
ماهی‌های الکتریکی با خوردن و برداشت انرژی از محیط اطراف خود شارژ می‌شوند. به گفته ناجم، در فضا، منبع انرژی ممکن است مشابه نحوه استفاده ماهی‌ها از غذا با استفاده از یک منبع موجود مانند خورشید شارژ شود.
تحقیقات اخیر منابع انرژی مبتنی بر هیدروژل را نشان داده است که مانند ماهی الکتریکی، یون‌های باردار را در غشا‌های انتخابی حرکت می‌دهند تا ولتاژ‌های توان بالا تولید کنند.
ناجم گفت: ما معتقدیم که یک پلیمر نرم یا ماده مبتنی بر هیدروژل، حداقل از نظر مفهومی، ظرفیت این را دارد که به طور مستقل عمل کند. سامانه حاصل چند کاربرده و پاسخگو به محرک‌ها خواهد بود و در صورت تقاضا برق تولید می‌کند. آزمایشگاه ناجم جایزه  ۴۵۰۰۰۰ دلاری را از برنامه محقق جوان AFOSR در سال ۲۰۲۳ دریافت کرده است.

انتهای پیام/