به نقل از «اکوفارس»

کشف روشی جدید برای تولید برق از آهن‌ربا

تاریخ انتشار: ۹ مرداد ۱۳۹۷ | کد خبر: ۱۹۹۴۵۲۱۹

به گزارش ایسنا به نقل از Nature Physics، پروفسور ساتورو ناکاتسوجی(Satoru Nakatsuji)، از موسسه‌ فیزیک حالت جامد، در این باره می‌گوید: «روش ما از پدیده‌ای به نام اثر نابه‌هنجار نرنست بهره می‌برد، که تاکنون هرگز به این صورت مورد استفاده قرار نگرفته بوده است. من تصور می‌کنم این می‌تواند منبعی قوی برای نسل جدید دستگاه‌های الکترونیکی کم‌مصرف و نیازمند نگهداری اندک، باشد.

بیشتر بخوانید: اخباری که در وبسایت منتشر نمی‌شوند!

»

اثر نابه‎هنجار نرنست چیست و چگونه می‌تواند منجر به چنین جهش رو به جلوی بزرگی شود؟

ناکاتسوجی توضیح می‌دهد: «اثر نابه‌هنجار نرنست زمانی حادث می‌گردد که قطعه‌ای مغناطیسی شده از فلز، تحت تأثیر یک گرادیان گرمایی در سراسر خود، ولتاژ تولید کند. در چنین وضعیتی، یک سمت فلز داغ‌تر و سمت دیگر آن، سردتر خواهد شد.»

حالت فوق به پدیده‌ی شناخته شده‌تری به نام اثر سیبک (Seebeck effect) شباهت دارد، که مسئول تولید برق در ترموپیل است. ترموپیل جزء عملکردی در ژنراتورهای ترموالکتریک به حساب می‌آید. دو اثر مذکور در کنار کاربردهای دیگر، در کاوشگرهای فضای بیرونی مانند Voyager و New Horizons نیز به کار گرفته می‌شوند.

در حضور اثر سیبک، ولتاژ بین مناطق گرم و سرد فلز مذکور تولید می‌شود. بنابراین، ولتاژ تولیدی توسط اثر سیبک، موازی با گرادیان دمایی است. با این حال، اثر نابه‌هنجار نرنست، ولتاژ را در طول یک قطعه‌ی مغناطیسی شده از فلز و به صورت عمود بر گرادیان دمایی، تولید می‌کند.

پژوهشگران این اثر را در یک نوع ویژه از فلز (Co2MnGa)، که با نام آهن‌ربای ویل شناخته می‌شود، مشاهده کرده‌اند. این نخستین شواهد آشکار را از وجود فرمیون‌های ویل در یک ماده فراهم می‌آورد. فرمیون‌های ویل ذراتی اساسی‌اند که ویژگی‌های منحربه‌فرد آهنرباهای ویل را ایجاد می‌کنند. این مسئله پیامدهای عملی مهمی دارد.

دستگاه‌های جدید، بسیار ساده‌تر از دستگاه‌هایی هستند که برای اثر سیبک مورد استفاده قرار می‌گیرند. به لطف تولید ولتاژ عمودی به جای نوع موازی، این دستگاه‌ها به جای ساختارهای ستون‌مانند، از لایه‌های نازک‌تری استفاده می‌کنند. همین مسئله موجب می‌شود انعطاف‌پذیرتر بوده و به اشکال متنوعی درآیند.

ناکاتسوجی ادامه می‌دهد: «مواد ما، بسیار متداول‌تر بوده و کاملا غیرسمی‌اند. هم‌چنین تولید دستگاه‌های متوسط می‌تواند بسیار ارزان قیمت‌تر تمام شود. بهتر از همه این که دستگاه‌های جدید، برخلاف دستگاه‌های سابق، کارایی بالاتری در دمای اتاق ارائه می‌دهند. بنابراین، تولید انبوه چنین دستگاه‌هایی را در نظر داریم.»

با این حال، مانعی بر سر راه قرار گرفته است. این روش معمولاً حدود ۰.۱ درصد از ولتاژ تولیدی دستگاه مبتنی بر اثر سیبک را تولید می‌کند؛ حدود ۰.۱ میکروولت در مقایسه با ۱۰۰ میکروولت. بنابراین، ممکن است ما در آینده‌ی نزدیک این فناوری را در کاوشگرهای فضایی نبینیم.

ناکاتسوجی در نهایت می‌گوید: «با این حال، هدف ما این است که روش‌مان را از نظر اثربخشی با اثر سیبک قابل مقایسه سازیم. و حتی پیش از آن، با در نظر گرفتن دیگر مزایا، این فناوری می‌تواند به سرعت با استقبال مواجه شود.»

از زمان کشف ترموپیل آهن‌ربای ویل در سال ۲۰۱۵، که اثر نابه‌هنجار نرنست را بروز می‌دهد، افزایش هزار برابری در بهره‌وری تولید برق توسط این ترموپیل‌ها حاصل شده است. مطالعه‌ی جدید پژوهشگران، با گزارش ۸ میکروولت به ازای هر درجه‌ی کلوین، افزایش عظیمی را نسبت به بیشینه مقدار قبلی نشان می‌دهد که برابر با ۰.۱ میکروولت بود.

      

منبع: اکوفارس

درخواست حذف خبر:

«خبربان» یک خبرخوان هوشمند و خودکار است و این خبر را به‌طور اتوماتیک از وبسایت ecofars.com دریافت کرده‌است، لذا منبع این خبر، وبسایت «اکوفارس» بوده و سایت «خبربان» مسئولیتی در قبال محتوای آن ندارد. چنانچه درخواست حذف این خبر را دارید، کد ۱۹۹۴۵۲۱۹ را به همراه موضوع به شماره ۱۰۰۰۱۵۷۰ پیامک فرمایید. لطفاً در صورتی‌که در مورد این خبر، نظر یا سئوالی دارید، با منبع خبر (اینجا) ارتباط برقرار نمایید.

با استناد به ماده ۷۴ قانون تجارت الکترونیک مصوب ۱۳۸۲/۱۰/۱۷ مجلس شورای اسلامی و با عنایت به اینکه سایت «خبربان» مصداق بستر مبادلات الکترونیکی متنی، صوتی و تصویر است، مسئولیت نقض حقوق تصریح شده مولفان در قانون فوق از قبیل تکثیر، اجرا و توزیع و یا هر گونه محتوی خلاف قوانین کشور ایران بر عهده منبع خبر و کاربران است.

خبر بعدی:

تجهیز صنایع کشور با ربات‌های مجهز به هوش مصنوعی

مرتضی عباس‌زاده، سرپرست مرکز تحقیقات رباتیک و فناوری‌های نرم دانشگاه آزاد اسلامی واحد تبریز در گفت‌وگو با خبرنگار آنا پیرامون برنامه‌های مرکز رباتیک این مرکز گفت: مرکز تحقیقات رباتیک از دو سال قبل به انجام فعالیت‌های ویژه‌ای از جمله طراحی و ارائه وسایل هدایت شونده خودران پرداخته است و هم اکنون با یک تیم ۲۰ نفره از سرای نوآوری، مرکز رشد و مرکز تحقیقات در حال فعالیت و پیش بردن پروژه‌های مختلف در این زمینه است. وسایل نقلیه خودکار دارای چرخ‌های مخصوصی که ما بزرگترین چالش ما تهیه آن‌ها بود که خداروشکر توانستیم با تولید آن خودکفا شویم و نمونه ایرانی این چرخ را طراحی و پیاده کنیم.

وی در ادامه افزود: طی جلساتی که با وزارت دفاع برگزار کردیم قرار شد یکسری ربات هوشمند در جهت تأمین نیاز‌های آنها طراحی و تولید شود؛ زیرا با توجه به حساسیت این حوزه لازم است برخی وسایل در محیط‌های خاصی جا‌به‌جا شوند که ممکن است برای انسان خطر آفرین باشد و این موضوع می‌تواند موفقیت‌های بزرگی در بحث دفاع به‌دست آورد.

سورتینگ و انبارگردانی با ربات‌های هوشمند 

عباس زاده در ادامه گفت: از سوی دیگر با توجه به افزایش خرید‌های اینترنتی و دریافت بسته‌های پستی از سوی مردم نیاز به فناوری و استفاده ربات‌ها بیش از پیش احساس می‌شود. از این رو طی صحبت‌ها و تعاملاتی که با شرکت ملی پست انجام شد، قرار است ربات‌هایی برای استفاده در سورتینگ و انبارگردانی هوشمند طراحی و تولید شود و با قابلیت‌های لازم شرکت پست، با ابعاد کاربردی در اختیار آنها قرار بگیرد. این ربات‌ها می‌توانند به صورت ۷-۲۴ و محیط تاریک کار کنند که این موضوع باعث سرعت در خدمات رسانی و صرفه جویی در انرژی می‌شود.

سرپرست مرکز تحقیقات رباتیک و فناوری‌های نرم دانشگاه آزاد اسلامی از دیگر پروژه‌های در دست این تیم گفت: موضوع بهداشت در کارخانه‌های داروسازی بسیار حائز اهمیت است و بهتر است جا‌به‌جایی و حمل دارو بدون دخالت انسان صورت بگیرد از این رو شرکت‌های داروسازی هم تمایل زیادی به مکانیزه کردن این خدمات دارند هرچند که این اتفاق پیش‌تر در کشور‌های نظیر آلمان، ژاپن، آمریکا رخ داده و با این رویکرد ما نیز به این سمت حرکت می‌کنیم که بتوانیم ربات‌های داخلی و برای این کار ارائه کنیم.

تفاوت ربات با دستگاه چیست؟

وی در ادامه با اشاره به تفاوت‌های دستگاه با ربات افزود: هرچقدر یک دستگاه به سمت هوش مصنوعی پیش برود ربات‌تر می‌شود به این معنی که می‌تواند رفتار‌ها و عکس العمل‌های مختلفی داشته باشد، هرچه هوش مصنوعی را کم کنیم به سمت دستگاه بودن پیش می‌ورد، پس وقتی صحبت از ربات هوشمند می‌کنیم نرم افزار‌های هوشمند و هوش مصنوعی مربوط به یک صنعت خاص در نظر می‌گیریم. هدف ما این است که برای صنایع ربات طراحی و تولید کنیم نه صرفاً دستگاه که به این هدف رسیدیم و خوشبختانه صنایع این موضوع را پذیرفتند و قبول کردند که محصولات ایرانی می‌توانند درحوزه وارد شوند و حرفی برای گفتن دارند.

انتهای پیام/