9 سبتمبر - أفادت وكالة تاس نقلاً عن وزارة التعليم والعلوم الروسية أن علماء من جامعة نوفغورود طوّروا مادة طاقة واعدة للغاية، ستتيح هذه التقنية تصنيع مولدات كهربائية صغيرة الحجم وصديقة للبيئة، لا تعتمد على الطاقة الشمسية ولا تحتاج إلى مساحات كبيرة من الأرض.

وقال البروفيسور رومان بتروف، رئيس قسم تصميم وتكنولوجيا المعدات الراديوية في Novgorod State University، إن هذه المولدات يمكن استخدامها في محطات طاقة الرياح، والمولدات المائية، ومولدات التوربينات، وكذلك في الأجهزة الكهربائية التي تحول الطاقة الميكانيكية إلى طاقة كهربائية.

يعتمد التطوير على استخدام عناصر مغناطيسية-كهربائية (Magnetoelectric elements) تستخدم تأثير المغناطيسية الكهربائية لتحويل الطاقة الميكانيكية إلى طاقة مغناطيسية ثم إلى طاقة كهربائية. من الناحية الهيكلية، تكون العناصر على شكل ألواح، وفي حالة الرنين تعمل مثل الشوكة الرنانة، حيث تتركز طاقة الاهتزاز وتُطلق وتتحول وتُخزن.

بعد دراسة خصائص العناصر، تمكن العلماء من تصنيع مولد مغناطيسي-كهربائي متزامن (Magnetoelectric synchronous generator)، وكانت فكرته قد طُرحت لأول مرة عام 2015 من قبل باحثين من نوفغورود. المزايا الرئيسية للتقنية الجديدة هي صغر الحجم، وتوفير الطاقة، والصداقة للبيئة، والقدرة على توليد كهرباء كافية لتشغيل الأجهزة المستقلة.

مقارنة بالحلول المماثلة الحالية، فإن هذا الحل يتمتع بمزايا كبيرة:

• مقارنة بالألواح الشمسية: أكثر إحكاما، لا يحتاج إلى ضوء الشمس أو مساحة سطحية كبيرة.
• مقارنة بالمولدات الكهرومغناطيسية الثقيلة والمكثفة للمواد: وزن عناصر المغناطيسية الكهربائية أقل بكثير.
• لا حاجة لملفات نحاسية باهظة الثمن، مما يقلل التكلفة.

استُخدمت في البحث عنصران بأحجام مختلفة، مكونان من لوح ضغطي كهربائي (piezoelectric plate) ولوح رقيق مرن مغناطيسي-ممتد (magnetostrictive thin plate) ملتصقين ببعضهما. ولقياس خصائص العناصر بدقة، طوّر الباحثون منصة قياس فريدة، وبفضلها تمت دراسة سلوك العناصر في نطاق ترددي واسع في الأوضاع غير الرنانة والرنانة.

أكدت نتائج التجارب الإمكانات الهائلة لهذه العناصر في تطبيقات المولدات. في وضع الرنين، يمكن للعناصر العاملة معاً أن تزيد القدرة الناتجة بمقدار عدة مراتب. على سبيل المثال، يولد عنصر واحد عند تردد الرنين ~51 كيلوهرتز حوالي 1 ملي واط، وعشرات الملي واط كافية لتشغيل أجهزة مستقلة منخفضة الطاقة. ستُستخدم النتائج في تصنيع نماذج أولية لأنظمة مولدات جديدة. تم تمويل البحث من قبل وزارة التعليم والعلوم الروسية ضمن خطة "عقد العلوم" في روسيا.