قامت مجموعة بحثية في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا بتطوير جهاز يسمى مرنان حراري يمكن أن ينتج الكهرباء باستخدام تغير تدريجي في درجة الحرارة المحيطة على مدار اليوم.وقد قام العلماء بإجراء تجارب لسنوات عديدة على استخدام تقلبات درجة الحرارة كمصدر للطاقة. تعمل معظم هذه الأجهزة على مبدأ الطاقة الحرارية ، مما يعني أنها تستخدم اختلاف درجة الحرارة بين جانبي المادة لتوليد الكهرباء ، حيث تتدفق الحرارة من الجانب الأكثر سخونة إلى الجانب البارد ، تتدفق ناقلات الشحنة معها وتحدث فرقًا في الجهد. ، وبالتالي توليد الكهرباء في هذه العملية.
ومع ذلك ، في جميع هذه التطبيقات ، يجب أن يكون فرق درجة الحرارة كبيرًا ، أما الآن ، فإن التكنولوجيا الجديدة تأخذ تدريجياً تقلبات تدريجية أكثر على مدى فترة زمنية أطول ، مما يمكنها من العمل مع التغيرات الطبيعية في درجات الحرارة على مدار اليوم. وقد وصف هذا التأثير الكهروضوئي ، وقال مايكل ستيلا ، أحد مؤلفي الدراسة: "لقد استخدمنا القماش كله بشكل أساسي لابتكار هذا المفهوم." لقد صنعنا أول مرنان حراري يمكن وضعه على على الطاولة ، يتم توليد الطاقة من حيث لا يوجد شيء ، لقد أحاطنا بتقلبات درجات الحرارة لجميع الترددات المختلفة ، وهي مصادر طاقة غير مستغلة.
الجزء النشط من المرنان الحراري هو عبارة عن رغوة مصنوعة من النحاس أو النيكل الذي يتم حقنه بشمع تغيير الطور (يسمى octadecane) الذي يتم تسييله وترسيبه في درجات حرارة معينة ، ويتم تغليف خليط الرغوة على طبقة في الجرافين ، يعتبر هذا موصلًا حراريًا ممتازًا ، وباختصار ، فإن التركيبة المحددة لهذه المادة تسمح للجهاز بتوسيع حراري عالي جدًا ، مما يعني أنه يمكنه امتصاص الحرارة وإطلاقها في البيئة المحيطة.
في الأساس ، يتم احتجاز الحرارة على جانب واحد من الجهاز ، ثم تشع ببطء عبر المادة إلى الجانب الآخر ويتم تخزينها في مادة تغيير المرحلة المتوسطة ، وبما أن أحد جانبي المادة يكون دائمًا أكثر برودة من الجانب الآخر ، فإن الحرارة ستحاول بناء وهي تتحرك من الخلف إلى الأمام والخلف ، ويمكن تجميعها باستخدام نظام حراري تقليدي ، وقد قام الباحثون باختبار عينة من هذه المادة خلال 16 يومًا ، وخلال ذلك الوقت ، كانت التقلبات اليومية في درجات الحرارة عالية إلى 10 درجات مئوية (18 درجة فهرنهايت). يمكن تشغيل النظام بالطاقة ، مما ينتج عنه 350 ملي مول و 1.3 ميلي واط من الطاقة ، ويتجاوز أداؤه نفس المواصفات الخاصة بالمواد الكهرضغطية.
وقال الباحثون إن النظام قادر على تشغيل أجهزة استشعار وأجهزة تعمل بالطاقة المنخفضة ، دون القلق بشأن البطاريات ، وعلاوة على ذلك ، لأنه يستخدم تقلبات درجات الحرارة المحيطة ، فإنه لا يرتبط بالطاقة الشمسية أو طاقة الرياح.
