فناوری هیدروولتائیک شاخهای نوظهور از تولید انرژی است که با برهمکنش آب با مواد خاص، برق تولید میکند. برخلاف روشهای سنتی که به حرکت توربینها وابستهاند، این فناوری از فرایندهایی مانند تبخیر یا حرکت قطرات آب برای تولید مداوم انرژی بهره میبرد. نمونه اولیه دستگاه در سال ۲۰۲۴ از نانوستونهای سیلیکونی ساخته شد و تبخیر آب در کانالهای ریز این ساختار، جریان یون و الکترون ایجاد میکرد. دو سال بعد، نسخه بهبود یافته دستگاه توان خروجی بالاتر و کنترل دقیق جریان یونها و الکترونها را فراهم کرده است.
اثر گرما بر تبخیر آب شناخته شده است و در فناوری هیدروولتائیک نیز برای افزایش تولید برق استفاده میشود. سرپرستی این پروژه، جولیا تاگلیابو، نشان داد که نور نیز نقش کلیدی دارد؛ فوتونهای نور الکترونهای نیمهرسانای سیلیکونی دستگاه را برمیانگیزند و گرما بار سطحی آن را منفیتر میکند. این ترکیب، فرایند جداسازی بار الکتریکی را تقویت کرده و جریان برق در مدار ایجاد میشود. ساختار سه لایه دستگاه شامل لایه تبخیر آب شور، لایه انتقال یونها و لایه جمعآوری بار الکتریکی است و با تغییر غلظت نمک و تنظیم نانوستونها، توان خروجی قابل افزایش است.
نتایج آزمایشها نشان داده که ترکیب نور و گرما میتواند تولید انرژی دستگاه را تا پنج برابر افزایش دهد، با ولتاژ ۱ ولت و چگالی توان ۰.۲۵ وات بر متر مربع. پوشش اکسیدی نانوستونها از تخریب مواد در تماس با آب شور جلوگیری کرده و عملکرد پایدار دستگاه را تضمین میکند. پژوهشگران امیدوارند این فناوری در ابزارهای پوشیدنی، حسگرهای محیطی و تجهیزات خودتأمین بدون باتری استفاده شود. برای ایران، با توجه به کمبود آب و برق در مناطق خشک، چنین فناوری میتواند گزینهای عملی برای تولید انرژی پایدار و کمهزینه باشد، به ویژه در مناطقی که تأمین برق سنتی دشوار یا پرهزینه است. نتایج این پژوهش در مجله Nature Communications منتشر شده است.
