الحرارة التي نُهدرها أصبحت الآن تعمل سريع

الأصل: "Thermoelastic Harvesting Outperforming Thermoelectric Generators Below 100 °C"
arXiv:2608.12092v1 · 2026-08-12 · CC BY 4.0 · 1 دقيقة
الحرارة المهدرة دون 100 درجة مئوية تتحول إلى كهرباء بقدرة قياسية.

الماء الساخن بعد الاستحمام، والهواء الدافئ من التهوية، وجدران المحرك الساخنة — كل هذه حرارة دون 100 درجة مئوية. عادةً تتبدد دون أن تؤدي عملًا مفيدًا. الآن يمكن التقاطها وتحويلها إلى كهرباء.

داخل الجهاز الجديد سلك من سبيكة النيكل والتيتانيوم. هذه المادة تتذكر شكلها: عند التسخين تنكمش، وعند التبريد تعود إلى حالتها الأصلية. إذا مددنا هذا السلك كوتر، ثم سخنّاه وبرّدناه، فسيتحرك مثل العضلة. وهذه الحركة تولد الكهرباء.

سلك النيكل والتيتانيوم يعمل كنابض يتمدد وينكمش ذاتيًا مع تغير درجة الحرارة. كلما غيّرنا درجة الحرارة أسرع، زاد تواتر حركته وزادت الطاقة التي ينتجها.

سابقًا، كانت هذه الأجهزة تستهلك طاقة كبيرة لشد السلك قبل كل دورة. ابتكر المؤلفون نظامًا يساعد فيه سلك واحد على شد الآخر — مثل شخصين يتناوبان على سحب بعضهما على صخرة. وتدفق الماء الذي يمر على السلك بشكل عرضي يسمح بتغيير درجة الحرارة بسرعة، بغض النظر عن طول السلك.

في النهاية، ينتج الجهاز 366 ميلي واط من كل سنتيمتر مكعب من المادة النشطة. وهذا 1.7 ضعف أفضل جهاز حراري مرن سابق، وأفضل من جميع المولدات الحرارية المغناطيسية والكهروحرارية المعروفة. ومن حيث القدرة مقابل التكلفة، يتفوق حتى على المولدات الكهروحرارية في هذا النطاق الحراري.

الوحدة الكهروحرارية العادية للعمل عند 50 درجة مئوية مكلفة وتعطي طاقة قليلة. الجهاز الجديد يستخدم سلكًا رخيصًا وميكانيكا بسيطة، لذا فهو أكثر جدوى حيث تكون الحرارة شبه مجانية.

هكذا تصبح الحرارة التي اعتدنا إهدارها مصدرًا للكهرباء. يكفي شد السلك الذكي وتركه يعمل كعضلة.

سبيكة النيكل والتيتانيوم (النيتينول) اكتُشفت عام 1959، ومنذ ذلك الحين تُستخدم في طب الأسنان، والنظارات، وحتى في العربات الجوالة على المريخ — في كل مكان نحتاج فيه إلى جزء يغير شكله بتغير درجة الحرارة.

العلماء
James Clerk MaxwellArno PenziasRalph AlpherRobert Woodrow WilsonWilhelm WienMax Planck
المفاهيم
جهاز كهروحراري تخزين الهيدروجين حرارة مهدرة استهلاك الطاقة كفاءة الطاقة فيروكهربائي جول درجة حرارة تبريدية مواد تخزين الهيدروجين نيتروجين سائل طاقة مغناطيسية كفاءة تنجستن محرك حراري موصلية فائقة في درجة حرارة الغرفة مستوى فيرمي عنفة تيرا إلكترون فولت مبرد تبريد مغناطيسي