توليد الكهرباء من نبضات قلب الانسان

قد يبدو تحويل جسم الانسان إلى محطة لتوليد الطاقة الكهربائية حبكة مستلة من روايات الخيال العلمي، ولكن علماء بدأوا يأخذون على محمل الجد الفكرة القائلة ان إحدى الطرق الممكنة لكبح التغير المناخي تتمثل في جمع كميات ضئيلة من الطاقة بأشكال متعددة منها حرارة الجسم وحركته وعملية التمثيل التي تجري داخله واهتزازاته.
يستطلع خبراء إمكانات البيزوكهرباء أو الكهرباء التي تتولد من الضغط، إذ تتولد في المادة البيزوكهربائية كميات صغيرة من الطاقة عندما يجري تغيير شكلها بالضغط. ومن الأمثلة الاستثنائية على ما يمكن تحقيقه بهذه المواد البيزوكهربائية ان القلب نفسه يمكن ان يستخدم لتشغيل ناظم خطى اصطناعي، ورغم ان كميات ضئيلة من الطاقة تكفي لعمل هذه الأجهزة «جزء من المليون من الواط» فان بطارياتها تستهلك عادة بعد سنوات قليلة، ولكن الدكتور امين كرامي من جامعة مشيغان الأميركية يقول ان ناظم الخطى الذي يصمم بحيث يستمد الطاقة من ضربات القلب نفسه يمكن ان يستمر في العمل مدى الحياة، واشار كرامي الى ان قطعة صغيرة من السيراميك البيزوكهربائي سمكها 0.01 بوصة تعمل على الاهتزازات التي تحصل في تجويف الصدر، قادرة على توليد ما يقرب من عشرة اضعاف الطاقة المطلوبة لتشغيل ناظم الخطى الاصطناعي.
ويمكن استخدام هذه التكنولوجيا خارج الجسم أيضا، ويعمل باحثون مختصون بتكنولوجيا النانو على تطوير القطعة التي تستكمل «ربطة الطاقة» بحياكة «قميص الطاقة» الذي قماشته ثنائيات من الألياف تغطيها أشرطة متناهية الصغر من اوكسيد الزنك والذهب. وعندما يتحرك الجسم تحتك الألياف ببضعها البعض لتوليد تيار.
وقال البروفيسور جونغ لن وانغ من معهد جورجيا للتكنولوجيا ان بالامكان توفير مصدر طاقة مرن يمكن طويه وارتدائه، يتيح على سبيل المثال توليد تيار كهربائي اثناء المشي.
وفي بريطانيا صممت الدكتورة ميشيل بوزي من جامعة نيوكاسل مصدر طاقة قادر على تشغيل جهاز ملاحة أرضية. ويتألف الجهاز الذي يُثبت على الركبة من حلقة خارجية وأخرى مركزية.
وعند المشي تدور الحلقة الخارجية فتحتك 72 ريشة معدنية في محيطها بأربع أذرع بيزوكهربائية في الحلقة المركزية لتوليد طاقة كهربائية، واستطاع الباحث ستيف باروز من جامعة بريستول البريطانية تسخير حركة الجسم اثناء المشي لتشغيل مولد كهربائي. فان اربع خطوات فقط تكفي لتوليد كهرباء بتمرير سائل ملحي عبر ثقوب مجهرية في نعل الحذاء لتوليد نحو 2 واط من الساق الواحدة.
ونقلت صحيفة الديلي تلغراف عن باروز ان هذه الطاقة «اكثر من كافية لتشغيل أجهزة شائعة مثل الهواتف الذكية والكومبيوترات اللوحية». وتوقع باروز ان يكون أول جهاز كهذا متاحا في غضون عام أو عامين.
ودرست لوري وينكليس من معهد الفيزياء الوطني البريطاني طائفة من هذه التكنولوجيات قائلة ان لها سلبياتها أيضا. فان «البطارية» البيزوكهربائية التي تعمل في كعب حذاء قد تكون قادرة على تشغيل جهاز ملاحة يستخدمه الجوالون في حالات الطوارئ، ولكن مرتديه سيشعر بمقاومة اضافية من أي شيء يزيد على بضعة أعشار الواط. وهناك أيضا مشاكل مع المواد الكهرو حرارية التي تولد طاقة كهربائية عندما يكون احد وجهيها ساخنا والآخر باردا، ويمكن للقميص المصنوع من مادة كهذه ان يمتص الكثير من حرارة الجسم بحيث يشعر صاحبه بالبرد.
ولكن مستقبل تكنولوجيا النانو بأشكالها هذه مستقبل واعد عموما، وهناك في متحف العلوم البريطاني نموذج قيد الاستعمال الأن هو بلاطة لرصف الطرق تجمع الطاقة من إقدام السابلة، واستخدمت هذه البلاطات في الملعب الاولمبي خلال اولمبياد لندن حيث ولدت مما يربو على 10 ملايين خطوة طاقة كافية لإنارة ممر الملعب 8 ساعات في اليوم.
وتوقعت وينكلس ان تُستخدم هذه التكنولوجيات الجامعة للطاقة بصورة متزايدة في المنزل، حيث يمكن شحن الهاتف الخلوي من القدْر الذي تُسلق فيه المعكرونة أو تشغيل اجهزة الاستشعار اللاسلكية من اهتزازات الغسالة أو تشغيل جهاز التحكم عن بعد لمشاهدة التلفزيون بطاقة الضغط على ازراره.