گیاهان مصنوعی در حال ورود به قرن بیست و یکم هستند! محققان نیروگاه‌های “واقعی” را توسعه دادند – ژنراتورهای کوچک به شکل برگ که از برخورد باد یا قطرات باران نیروتولید میکنند و این موضوع را در مجله ACS Sustainable Chemistry & Engineering شرح دادند.این تیم نرم‌افزارها را با گنجاندن آنها در گیاهان مصنوعی تست کردند.
انرژی الکتریکی می‌تواند به چندین روش از طبیعت تولید شود. به عنوان مثال، پنل‌های خورشیدی انرژی نوری را از خورشید تبدیل میکنند و توربین‌های باد انرژی جنبشی هوا را به نیرو تبدیل میکنند. اما این روش‌ها معمولاً بر یک منبع متکی هستند و بنابراین فقط در صورت دسترسی به آن منبع مؤثر هستند. به عنوان مثال، پنل‌های خورشیدی پس از غروب آفتاب کار نمی‌کنند و همچنین در هوای آرام و بدون باد نمی توان تولید برق از طریق توربین ها داشت.
به تازگی، نرم‌افزارهای گردآوری انرژی از چند منبع به عنوان یک روش برای گرفتن انرژی از منابع تجدیدپذیر مختلف در یک دستگاه ظاهر شده‌اند، که باعث حداکثر کردن خروجی احتمالی می‌شود. بنابراین، راویندر دهیا و همکارانش خواستند یک گردآورنده انرژی چند منظوره ایجاد کنند که بتواند قدرت را هم از باد و هم از باران به دست آورد.
این تیم ، دو نوع مختلف از ذخیره کننده انرژی ساخت: یک نانوژنراتور ترایبوالکتریک(triboelectric nanogenerator) (TENG) برای جذب انرژی جنبش باد و یک ژنراتور انرژی مبتنی بر قطره (droplet-based energy generator)(DEG) برای جمع‌آوری انرژی از قطرات باران. TENG از یک لایه نانوفایبر نایلون میان لایه‌های پلی‌تترافلوئورواتیلن (معروف به Teflon) و الکترودهای مس تشکیل شد. زمانی که لایه‌ها به هم فشرده می‌شدند، شارژهای استاتیک تولید شده و به الکتریسیته تبدیل می‌شدند. همچنین از Teflon برای ساخت DEG استفاده شد که ضدآب بوده و با یک پارچه هادی روکش داده شده تا به عنوان الکترود عمل کند. وقتی قطرات باران به یکی از الکترودها برخورد می‌کردند، ایجاد یک ناهماهنگی در شارژها، جریان کوچک و ولتاژ بالا را تولید می‌کرد. در شرایط بهینه، TENG 252 ولت و DEG 113 ولت قدرت تولید می‌کردند، اما فقط برای دوره‌های کوتاهی.
تیم تحقیقاتی مبدل های انرژی DEG را روی TENG قرار دادند و نسخه‌هایی به شکل برگ را در یک گیاه مصنوعی گنجاند. به صورتی که ژنراتورها به شکل برگ درشرایط باد و باران توانستند به مدت کوتاهی 10 لامپ LED را روشن کنند. این دستگاه “نیروگاه” به عنوان یک ابتکار مهم ممکن است به سیستم‌های بزرگتر یا شبکه‌هایی از نیروگاه‌ها برای تولید انرژی پاک از منابع طبیعی تبدیل شود،
Materials provided by American Chemical Society. Note: Content may be edited for style and length.
