سولارابيك، كوريا الجنوبية – 28 ديسمبر 2025: نجح فريق بحثي من معهد أولسان الوطني للعلوم والتكنولوجيا (UNIST) في كوريا الجنوبية، في تطوير تقنية ثورية تُمكن أسطح المباني من توليد الكهرباء مباشرة من ارتطام قطرات المطر، محولةً العواصف المطرية إلى مصدر طاقة نظيف لتشغيل أنظمة الإنذار والتحكم في التصريف دون الحاجة لبطاريات. ويرتكز هذا النظام المبتكر على تحويل الطاقة الميكانيكية للقطرات المتساقطة إلى إشارات كهربائية ذات جهد عالٍ يكفي لتشغيل معدات إدارة مياه الأمطار، مما يمثل حلاً مستداماً لمعضلات البنية التحتية في المدن المكتظة.
هندسة “القطرة” وألياف الكربون
يعتمد الابتكار الذي قاده البروفيسور يونج-بين بارك من قسم الهندسة الميكانيكية، بمشاركة الدكتورين سيونغ هوان لي وجاي جين كيم، على مولد كهرباء يعتمد على القطرات (DEG) مُصنع من بوليمر مقوى بألياف الكربون (CFRP)، ويحمل الاسم التقني (S-FRP-DEG). وتعمل هذه التقنية بآلية تحاكي الكهرباء الساكنة؛ إذ تحمل قطرات المطر شحنة موجبة أثناء سقوطها، وبمجرد ارتطامها بسطح الجهاز المشحون بشحنة سالبة والفائق الكراهية للماء، يحدث انتقال سريع للشحنة مع تدحرج القطرة، مما يدفع تياراً كهربائياً عبر ألياف الكربون المدمجة لتوليد إشارة فورية. وفي حين أن المولدات التقليدية القائمة على المعادن تعاني غالباً من التآكل بفعل الرطوبة، تبرز مادة (CFRP) كخيار مثالي لمتانتها وخفة وزنها ومقاومتها للتآكل، وهي خصائص جعلتها شائعة مسبقاً في صناعات الطيران والبناء. وبالإضافة إلى ذلك، عزز الباحثون السطح بطلاء مستوحى من “ورقة اللوتس” وتقنيات تخشين تمنع تراكم الأوساخ وتعزز طرد المياه، مما يضمن كفاءة طويلة الأمد.
استجابة ذكية تتحدى التآكل وأرقام واعدة
أظهرت الاختبارات المخبرية نتائج لافتة؛ فقد ولدت قطرة مطر واحدة بحجم 92 ميكرولتر جهداً كهربائياً وصل إلى 60 فولط، تزامناً مع تيار قدره بضعة ميكروأمبيرات، وعند توصيل أربع وحدات من هذا النظام على التوالي، تمكنت الطاقة المتولدة من إضاءة 144 مصباح LED لفترة وجيزة، مما يثبت قابلية التوسع. وانتقل الفريق بالتقنية من المختبر إلى الواقع عبر تثبيت الأجهزة على أسطح المباني وأنابيب الصرف، إذ أثبت النظام قدرته على التمييز بين درجات الهطول (الخفيف، المتوسط، والغزير) بناءً على قوة وتواتر الإشارات الكهربائية، ليقوم بتفعيل مضخات التصريف تلقائياً عند الحاجة فقط. كما أنه، وفقاً لتصريح البروفيسور بارك، يفتح هذا الابتكار الباب لدمج التقنية مستقبلاً في أنظمة التنقل كالمركبات والطائرات، لتمكين البنية التحتية من مراقبة الأمطار والاستجابة لمخاطر الفيضانات باستخدام طاقة المطر ذاتها. يُذكر أن هذه الدراسة تمت بدعم من وزارة العلوم وتكنولوجيا المعلومات والاتصالات الكورية والمؤسسة الوطنية للبحوث.
تابعونا على لينكيد إن Linked–in لمعرفة كل جديد في مجال الطاقة المتجددة والسيارات الكهربائية…
نتمنى لكم يوماً مشمساً!
المصدر: interesting engineering
