قام باحثون في مختبر مايكل سترانو للهندسة الكيميائية في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا (إم آي تي) في أميركا قبل 4 سنوات بتغليف غزول من أنابيب الكربون النانوية المتناهية الصغر (carbon nanotubes) بمادة «تي إن تي»، وأضاءوا أحد طرفي الغلاف بأشعة الليزر، فاشتعل وأطلق شررا أشبه بالفتيل مفضيا الى أسلوب جديد لتوليد الكهرباء، وتوليد كميات كبيرة من الطاقة. وفي ذلك الحين لم يفهم طريقة العمل تلك، وكان مقدار التيار الكهربائي غير كاف، وكانت أشبه بتجربة فضولية تتم في المختبر، وفقا الى سترانو.
* موجة حرارية حديثا تمكن سترانو من حل العوامل الفيزيائية التي تكتنف هذه العملية، مما ساعد فريقه على تحسين كفاءتها بشكل كبير، بنحو 10.000 ضعف، مع رسم طريقة للمزيد من التحسينات السريعة. وفي أحد الأيام ستتمكن المولدات التي تستخدم هذه الظاهرة إنتاج أجهزة الكترونية محمولة تدوم طويلا، وسيارات كهربائية عملية جدا، مثل السيارات التقليدية الحالية، وذلك بزيادة مداها، وإمكانية إعادة شحنها بسرعة خلال دقائق.
ولا تزال كفاءة هذا الجهاز في المختبر منخفضة مقارنة بالمولدات التقليدية، فكفاءة هذا المولد أكثر بقليل من 0.1 في المائة، بينما كفاءة المولدات التقليدية تصل إلى 25 و60 في المائة. لكن سترانو يقول إن «من شأن هذه المنظومات أن تكون مفيدة في بعض التطبيقات المختارة، عندما تدعو الحاجة إلى دفعة مفاجئة من الطاقة، كما إنه من شأن التحسينات الإضافية في الكفاءة إتاحة الحصول على تطبيقات واسعة على المدى القريب».
وتستغل المولدات الجديدة ظاهرة يسميها سترانو «موجة الطاقة الحرارية»، فالأسلوب التقليدي لتوليد الكهرباء عن طريق الوقود المحترق هو في استخدام الحرارة للتسبب في تمدد الغازات لتشغيل التوربينات، أو مكابس المحركات. أما في نظام سترانو هذا فهو أنه عندما يحترق الوقود على طول أنابيب الكربون النانوية، تقوم موجة الاحتراق بدفع الإلكترونات أمامها منتجة تيارا كهربائيا. وهذه طريقة مباشرة جدا وفعالة لتوليد الكهرباء، من دون الحاجة إلى مولدات تقليدية أو توربينات.
ولكون «مولد النانو» هذا يعمل على وقود سائل، ويمكنه تخزين الكثير من الطاقة أكثر من البطاريات، فثمة أمل بجعل السيارات الكهربائية تقطع مسافات أطول مما تفعله الآن. وهذا النظام ليس مخالفا لمحرك الاحتراق الداخلي الذي يجري فيه إطلاق زخات من الوقود على حجيرات الاحتراق لدفع المكابس وتشغيلها، فدارات الطاقة الالكترونية من شأنها تلقي زخات من الطاقة من عدة مولدات تعتمد على أنابيب النانو وموالفتها لتشغيل المحركات الكهربائية في السيارة على سبيل المثال. ويمكن إعادة تعبئة خزان الوقود تماما مثل السيارة العادية التقليدية، ولكون أنابيب النانو الكربونية لا يجري استهلاكها في هذه العملية، إذ إنه يمكن استخدامها مرات كثيرة.
واكتشف سترانو أخيرا أن التحول من أنابيب النانو إلى صفائح مسطحة من مواد نانو دقيقة، كالغرافين مثلا، الذي هو بسماكة ذرة واحدة، من شأنه تحسين الكفاءة، إذ يمكن تعديل شكل الصفائح لتوجيه موجة الطاقة الحرارية وتعزيز الأداء أيضا.