باحثون يبتكرون مستشعرًا يعمل بالطاقة المحيطة بالأسلاك الكهربائية دون الحاجة لبطارية

في خطوة علمية واعدة، نجح باحثون من جامعتي أركنساس وميشيغان الأمريكيتين في تطوير نظام مبتكر لتشغيل مستشعرات الحرارة دون الحاجة إلى بطاريات. يستمد هذا النظام طاقته من المجالات المغناطيسية الضعيفة المحيطة بالأسلاك الكهربائية، مما يفتح الباب أمام أجهزة صغيرة تتطلب صيانة أقل وتعتمد على مصادر طاقة مستدامة.

يعتمد التصميم الجديد على استخدام مادة الغرافين لالتقاط الطاقة من المجالات المغناطيسية، ومن ثم تمريرها إلى دائرة إلكترونية تقوم بتحويل التيار المتناوب إلى تيار مستمر. تُخزن هذه الشحنة في مكثفات لتزويد المستشعر بالطاقة، والذي تم تصميمه خصيصًا لاستهلاك كميات قليلة جدًا من الطاقة. وقد تركزت التجارب الأولية على المجالات الناتجة عن التيار الكهربائي بتردد 60 هرتز، وهو التردد الشائع استخدامه في الولايات المتحدة.

وأوضح الفريق البحثي أن هذا الجهاز يستفيد من مصدر طاقة متوفر في محيطه، بينما تضمن المكثفات استمرارية عمل المستشعر لفترة زمنية حتى عند انقطاع مصدر الطاقة الرئيسي. ويرى الباحثون أن هذه التقنية قد تلعب دورًا هامًا في المستقبل في تطبيقات مثل مراقبة التربة، والظروف البيئية، وتتبع المنتجات. كما أن الاستغناء عن البطاريات سيساهم في تقليل تكاليف الصيانة وتقليل النفايات الناتجة عن استبدالها، خاصة عند نشر أعداد كبيرة من هذه المستشعرات.

ومع ذلك، أكد الباحثون أن مستشعر الحرارة الحالي هو مجرد نموذج لإثبات المفهوم، ولا يعني ذلك إمكانية تشغيل الأجهزة عالية الاستهلاك للطاقة مثل الهواتف بهذه الطريقة. ويعمل الفريق حاليًا على دمج مصادر طاقة متعددة، مثل الطاقة الحركية والطاقة المحيطة، لتعزيز استمرارية عمل المستشعرات الصغيرة في مختلف الظروف.