“الطائر الشارب” ذو القبعة العالية، الذي كان في يوم من الأيام عنصرًا أساسيًا في فصول العلوم لتوضيح أساسيات الديناميكا الحرارية، يعود بشكل مفاجئ – باعتباره مصدر إلهام لمولد جديد للطاقة النظيفة يمكنه في يوم من الأيام تشغيل ساعتك وهاتفك.
استخدم علماء في هونج كونج والصين اللعبة الشهيرة، والمعروفة أيضًا باسم “ديبي بيرد”، لتطوير محرك قادر على استخدام قوة تبخر الماء لتوليد الكهرباء، وفقًا لدراسة نشرت الخميس في مجلة “جهاز”.
تعمل الطريقة الجديدة عن طريق تحويل الطاقة الناتجة عن حركة الطائر المميزة ذهابًا وإيابًا إلى طاقة كهربائية.
الفيزياء وراءها بسيطة نسبيًا: تتكون اللعبة من مصباحين زجاجيين، يمثلان رأس الطائر وجسمه، وهما متصلان بواسطة أنبوب زجاجي طويل. كلوريد الميثيلين، وهو سائل شديد التطاير، موجود داخل الهيكل.
بعد غمس منقار الطائر في كوب من الماء، يعود إلى وضعه الطبيعي المنتصب، ويبدأ الماء في التبخر وتبريد الرأس. يؤدي هذا إلى ارتفاع السائل المتطاير من البصلة السفلية إلى أعلى الأنبوب، بسبب اختلاف الضغط، ونتيجة لذلك، يبدأ مركز ثقل الطائر في التحول، مما يؤدي إلى إرجاع منقاره إلى الماء.
إنها عملية وفرت التسلية لأجيال من الأطفال والكبار على حد سواء. ولكنها أيضًا عملية تحدث بشكل طبيعي على الأرض، ويمكن تسخيرها لتوليد طاقة نظيفة.
في العالم الطبيعي، يحدث التبخر عندما تقوم أشعة الشمس بتدفئة سطح الأرض، مما يؤدي إلى كسر الروابط التي تربط جزيئات الماء معًا. وهذا يتسبب في تحويل الماء السائل من المحيطات والبحيرات والمياه السطحية الأخرى إلى بخار. إنها القوة الدافعة لدورة المياه الطبيعية للأرض.
ووفقا للدراسة، فإن هذه العملية تستخدم ما يصل إلى نصف الطاقة الشمسية الممتصة على سطح الأرض وتؤدي إلى “أكبر كمية من نقل الطاقة على الأرض”.
إذا تمكن العلماء من التقاط هذه الطاقة وتحويلها إلى كهرباء، يقول المؤلفون إنها يمكن أن توفر “فرصة كبيرة للطاقة المتجددة”.
يقول المؤلف الرئيسي، هاو وو، الأستاذ في جامعة جنوب الصين للتكنولوجيا، إن طريقة شرب الطيور توفر طريقة “فريدة” لتوليد الكهرباء باستخدام الماء، وهو “مصدر وقود متاح بسهولة”.
وقال وو: “ما زلت أشعر بالدهشة والإثارة عندما أشاهد النتائج الفعلية”.
أثناء دراستها للحصول على درجة الدكتوراه، أدركت وو أن نموذج الطيور الصالحة للشرب يمكن أن يكون أكثر من مجرد “أداة لتوضيح مفهوم فيزيائي”.
وقال وو: “بدأت أفكر فيما إذا كان بإمكاننا تحويل طاقة التبخر إلى طاقة ميكانيكية أولا، ثم ترجمتها إلى كهرباء”. “وعندها خطرت في ذهني فكرة استخدام لعبة الطيور الصالحة للشرب.”
أضافت وو وزملاؤها وحدتي مولد نانوي – أجهزة صغيرة تحول الطاقة الميكانيكية إلى كهرباء – إلى جانبي “محرك” الطائر، الذي تم تصنيعه من لعبة تجارية.
ثم قاموا باختبار قدرة النموذج الأولي على تشغيل مجموعة من الأجهزة الإلكترونية في الظروف المحيطة، بما في ذلك شاشات الكريستال السائل (LCD)، وأجهزة استشعار درجة الحرارة والآلات الحاسبة. والفكرة هي أنه في يوم من الأيام يمكن استخدام المولد في الأجهزة اليومية الأكثر استخدامًا.
وحتى الآن، عانت المحاولات السابقة لتحويل طاقة التبخر إلى كهرباء من انخفاض كفاءة التحويل. ولكن باستخدام طريقة الطيور الصالحة للشرب، تمكن العلماء من توليد خرج قدره 100 فولت باستخدام 100 ملليلتر فقط من الماء، وهو ما يكفي لتشغيل الأجهزة الإلكترونية الصغيرة.
يدعي المؤلفون أن مولد الطيور الشرب الخاص بهم يمكن أن ينتج طاقة أكبر بكثير مما تمكنت التجارب السابقة التي استخدمت طرقًا أخرى من إنتاجها.
الهدف التالي للفريق هو تصميم طائر الشرب الخاص به والذي يمكنه الاستفادة من قوة التبخر بشكل أكثر كفاءة.
إذا نجحوا، فقد يكون طائر الشرب القديم موجودًا ليبقى.
لمزيد من الأخبار والنشرات الإخبارية لـ CNN، قم بإنشاء حساب على CNN.com