Energy harvesting
انرجی ہارویسٹنگ (ای ایچ)-جسے پاور ہارویسٹنگ، انرجی اسکاوینجنگ، یا ایمبیئنٹ پاور کے نام سے بھی جانا جاتا ہے-وہ عمل ہے جس کے ذریعے بیرونی ذرائع سے توانائی حاصل کی جاتی ہے (مثال کے طور پر شمسی توانائی، تھرمل توانائی، ہوا کی توانائی، نمکیات کے میلان، اور حرکی توانائی، جسے ایمبیئنٹ انرجی بھی کہا جاتا ہے)، پھر چھوٹے، وائرلیس خود مختار آلات، جیسے پہننے کے قابل الیکٹرانکس، حالت کی نگرانی، اور وائرلیس سینسر نیٹ ورک میں استعمال ہونے والے آلات کے استعمال کے لیے ذخیرہ کیا جاتا ہے۔ توانائی کی کٹائی کرنے والے عام طور پر کم توانائی والے الیکٹرانکس کے لیے بہت کم مقدار میں بجلی فراہم کرتے ہیں۔ جبکہ کچھ بڑے پیمانے پر توانائی کی پیداوار کے لیے ان پٹ ایندھن وسائل (تیل، کوئلہ وغیرہ) کی لاگت کرتا ہے۔ )، توانائی کی کٹائی کرنے والوں کے لیے توانائی کا ذریعہ ماحول کے پس منظر کے طور پر موجود ہے۔ مثال کے طور پر، دہن انجن کے کام کرنے سے درجہ حرارت کے میلان موجود ہوتے ہیں اور شہری علاقوں میں ریڈیو اور ٹیلی ویژن کی نشریات کی وجہ سے ماحول میں برقی مقناطیسی توانائی کی ایک بڑی مقدار موجود ہوتی ہے۔ بجلی پیدا کرنے کے لیے استعمال ہونے والی وسیع توانائی کی پہلی مثالوں میں سے ایک کرسٹل ریڈیو پیدا کرنے کے لیے برقی مقناطیسی تابکاری (ای ایم آر) کا کامیاب استعمال تھا۔ وسیع ای ایم آر سے توانائی کی کٹائی کے اصولوں کا بنیادی اجزاء کے ساتھ مظاہرہ کیا جا سکتا ہے۔ ماحول کی توانائی کو برقی توانائی میں تبدیل کرنے والے آپریشن انرجی ہارویسٹنگ ڈیوائسز نے فوجی اور تجارتی دونوں شعبوں میں بہت دلچسپی پیدا کی ہے۔ کچھ نظام حرکت کو، جیسے کہ سمندری لہروں کو، خود مختار آپریشن کے لیے سمندری نگرانی سینسرز کے ذریعے استعمال ہونے والی بجلی میں تبدیل کرتے ہیں۔ مستقبل کی ایپلی کیشنز میں ہائی پاور آؤٹ پٹ ڈیوائسز (یا اس طرح کے ڈیوائسز کی صف) شامل ہو سکتی ہیں جو دور دراز مقامات پر تعینات کیے جاتے ہیں تاکہ بڑے سسٹمز کے لیے قابل اعتماد پاور اسٹیشنز کے طور پر کام کر سکیں۔ ایک اور ایپلی کیشن پہننے کے قابل الیکٹرانکس میں ہے، جہاں توانائی کی کٹائی کرنے والے آلات سیل فون، موبائل کمپیوٹر، اور ریڈیو مواصلاتی آلات کو طاقت یا ری چارج کر سکتے ہیں۔ ان تمام آلات کو دشمن ماحول کی طویل مدتی نمائش کو برداشت کرنے کے لیے کافی مضبوط ہونا چاہیے اور لہر کی حرکت کے پورے میدان عمل سے فائدہ اٹھانے کے لیے متحرک حساسیت کی ایک وسیع رینج ہونی چاہیے۔ توانائی جمع کرنے والی توانائی کو چھوٹے خود مختار سینسرز جیسے کہ ایم ای ایم ایس ٹیکنالوجی کا استعمال کرتے ہوئے تیار کیے گئے سینسرز کو طاقت دینے کے لیے بھی حاصل کیا جا سکتا ہے۔ یہ نظام اکثر بہت چھوٹے ہوتے ہیں اور ان کے لیے بہت کم طاقت کی ضرورت ہوتی ہے، لیکن ان کے استعمال بیٹری کی طاقت پر انحصار کی وجہ سے محدود ہوتے ہیں۔ ماحول کے کمپن، ہوا، گرمی، یا روشنی سے نکلنے والی توانائی سمارٹ سینسرز کو غیر معینہ مدت تک کام کرنے کے قابل بنا سکتی ہے۔ توانائی کی کٹائی کے آلات سے دستیاب عام طاقت کی کثافت کا بہت زیادہ انحصار مخصوص استعمال (جنریٹر کے سائز کو متاثر کرنے والے) اور خود کٹائی کے جنریٹر کے ڈیزائن پر ہوتا ہے۔ عام طور پر، حرکت سے چلنے والے آلات کے لیے، عام اقدار انسانی جسم سے چلنے والی ایپلی کیشنز کے لیے چند μW/cm3 اور مشینری سے چلنے والے جنریٹرز کے لیے سینکڑوں μW/cm3 ہیں۔ پہننے کے قابل الیکٹرانکس کے لیے زیادہ تر توانائی کی صفائی کرنے والے آلات بہت کم بجلی پیدا کرتے ہیں۔ بجلی کا ذخیرہ عام طور پر توانائی کو کیپسیٹر، سپر کیپسیٹر یا بیٹری میں ذخیرہ کیا جا سکتا ہے۔ کیپیسیٹرز کا استعمال اس وقت کیا جاتا ہے جب ایپلی کیشن کو بہت زیادہ توانائی کے سپائکس فراہم کرنے کی ضرورت ہوتی ہے۔ بیٹریاں کم توانائی خارج کرتی ہیں اور اس لیے اس وقت استعمال ہوتی ہیں جب آلہ کو توانائی کا مستقل بہاؤ فراہم کرنے کی ضرورت ہوتی ہے۔ بیٹری کے یہ پہلو استعمال ہونے والی قسم پر منحصر ہوتے ہیں۔ ایک عام قسم کی بیٹری جو اس مقصد کے لیے استعمال ہوتی ہے وہ لیڈ ایسڈ یا لتیم آئن بیٹری ہے حالانکہ پرانی اقسام جیسے نکل میٹل ہائیڈرائڈ آج بھی بڑے پیمانے پر استعمال ہوتی ہیں۔ بیٹریوں کے مقابلے میں، سپر کیپسیٹرز میں عملی طور پر لامحدود چارج خارج ہونے والے چکر ہوتے ہیں اور اس وجہ سے یہ ہمیشہ کے لیے کام کر سکتے ہیں، جس سے آئی او ٹی اور وائرلیس سینسر ڈیوائسز میں دیکھ بھال سے پاک آپریشن ممکن ہو جاتا ہے۔ طاقت کا استعمال کم طاقت والی توانائی کی کٹائی میں موجودہ دلچسپی آزاد سینسر نیٹ ورک کے لیے ہے۔ ان ایپلی کیشنز میں، انرجی ہارویسٹنگ اسکیم ذخیرہ شدہ پاور کو کیپسیٹر میں ڈالتی ہے اور پھر اسے مائیکرو پروسیسر یا ڈیٹا ٹرانسمیشن میں استعمال کرنے کے لیے دوسرے اسٹوریج کیپسیٹر یا بیٹری میں بڑھاتی/منظم کرتی ہے۔ طاقت عام طور پر سینسر ایپلی کیشن میں استعمال ہوتی ہے اور ڈیٹا کو ذخیرہ یا منتقل کیا جاتا ہے، ممکنہ طور پر وائرلیس طریقہ کار کے ذریعے۔ تحریک توانائی کی کٹائی کے نئے آلات کی تلاش کے پیچھے ایک اہم محرک قوت سینسر نیٹ ورک اور موبائل آلات کو بیٹریوں کے بغیر طاقت دینے کی خواہش ہے جس کے لیے بیرونی چارجنگ یا سروس کی ضرورت ہوتی ہے۔ بیٹریوں کی کئی حدود ہوتی ہیں، جیسے کہ محدود عمر، ماحولیاتی اثرات، سائز، وزن اور لاگت۔ توانائی کی کٹائی کے آلات ان ایپلی کیشنز کے لیے بجلی کا ایک متبادل یا تکمیلی ذریعہ فراہم کر سکتے ہیں جن میں کم بجلی کی کھپت کی ضرورت ہوتی ہے، جیسے ریموٹ سینسنگ، پہننے کے قابل الیکٹرانکس، کنڈیشن کی نگرانی، اور وائرلیس سینسر نیٹ ورک۔ توانائی کی کٹائی کے آلات بیٹری کی زندگی کو بڑھا سکتے ہیں یا کچھ ایپلی کیشنز کے بیٹری کے بغیر آپریشن کو فعال کر سکتے ہیں۔ توانائی کی کٹائی کے لیے ایک اور محرک گرین ہاؤس گیسوں کے اخراج اور جیواشم ایندھن کی کھپت کو کم کرکے آب و ہوا کی تبدیلی کے مسئلے کو حل کرنے کی صلاحیت ہے۔ توانائی کی کٹائی کے آلات توانائی کے قابل تجدید اور صاف ذرائع کا استعمال کر سکتے ہیں جو ماحول میں وافر اور ہر جگہ موجود ہیں، جیسے شمسی، تھرمل، ہوا اور حرکی توانائی۔ توانائی کی کٹائی کے آلات بجلی کی ترسیل اور تقسیم کے نظام کی ضرورت کو بھی کم کر سکتے ہیں جو توانائی کے نقصانات اور ماحولیاتی اثرات کا سبب بنتے ہیں۔ اس لیے توانائی کی کٹائی کے آلات زیادہ پائیدار اور لچکدار توانائی کے نظام کی ترقی میں معاون ثابت ہو سکتے ہیں۔ توانائی کے ذرائع بہت سے چھوٹے پیمانے کے توانائی کے ذرائع ہیں جنہیں عام طور پر صنعتی سائز کے شمسی، ہوا یا لہر کی طاقت کے مقابلے میں صنعتی سائز تک نہیں بڑھایا جا سکتا: کچھ کلائی گھڑیاں چلنے کے دوران بازو کی حرکت کے ذریعے پیدا ہونے والی حرکی توانائی (جسے خودکار گھڑیاں کہا جاتا ہے) سے چلتی ہیں۔ بازو کی حرکت گھڑی کے مین اسپرنگ کے گھومنے کا سبب بنتی ہے۔ دوسرے ڈیزائن، جیسے سیکو کی کنیٹک، بجلی پیدا کرنے کے لیے ڈھیلے اندرونی مستقل مقناطیس کا استعمال کرتے ہیں۔ فوٹو وولٹک شمسی تابکاری کو براہ راست موجودہ بجلی میں تبدیل کرکے برقی طاقت پیدا کرنے کا ایک طریقہ ہے جس میں سیمی کنڈکٹرز کا استعمال کیا جاتا ہے جو فوٹو وولٹک اثر کو ظاہر کرتے ہیں۔ فوٹو وولٹک پاور جنریشن میں شمسی پینل استعمال ہوتے ہیں جو فوٹو وولٹک مواد پر مشتمل متعدد خلیوں پر مشتمل ہوتے ہیں۔ فوٹو وولٹک کو صنعتی سائز تک بڑھایا گیا ہے اور اب بڑے پیمانے پر شمسی فارم موجود ہیں۔ تھرمو الیکٹرک جنریٹر (ٹی ای جی) دو مختلف مواد کے سنگم اور تھرمل میلان کی موجودگی پر مشتمل ہوتے ہیں۔ ہائی وولٹیج آؤٹ پٹ بہت سے جنکشنوں کو برقی طور پر سیریز میں اور تھرمل طور پر متوازی طور پر جوڑ کر ممکن ہے۔ عام کارکردگی 100-300 μV/K فی جنکشن ہے۔ ان کا استعمال صنعتی آلات، ڈھانچوں اور یہاں تک کہ انسانی جسم سے بھی میگاواٹ توانائی حاصل کرنے کے لیے کیا جا سکتا ہے۔ درجہ حرارت کے میلان کو بہتر بنانے کے لیے انہیں عام طور پر ہیٹ سنک کے ساتھ جوڑا جاتا ہے۔ مائیکرو ونڈ ٹربائنز کا استعمال ہوا کی شکل میں ماحول میں آسانی سے دستیاب حرکی توانائی حاصل کرنے کے لیے کیا جاتا ہے تاکہ کم طاقت والے الیکٹرانک آلات جیسے وائرلیس سینسر نوڈس کو ایندھن فراہم کیا جا سکے۔ جب ہوا ٹربائن کے بلیڈ کے پار بہتی ہے تو بلیڈ کے اوپر اور نیچے ہوا کی رفتار کے درمیان خالص دباؤ کا فرق پیدا ہوتا ہے۔ اس کے نتیجے میں ایک لفٹ فورس پیدا ہوگی جو بدلے میں بلیڈ کو گھومتی ہے۔ فوٹو وولٹک کی طرح، ونڈ فارم صنعتی پیمانے پر تعمیر کیے گئے ہیں اور کافی مقدار میں برقی توانائی پیدا کرنے کے لیے استعمال کیے جا رہے ہیں۔ پیزو الیکٹرک کرسٹل یا ریشے جب بھی میکانکی طور پر خراب ہوتے ہیں تو ایک چھوٹا وولٹیج پیدا کرتے ہیں۔ انجنوں سے کمپن پیزو الیکٹرک مواد کو متحرک کر سکتا ہے، جیسا کہ جوتے کی ایڑی یا بٹن کو دبانا۔ خصوصی اینٹینا آوارہ ریڈیو لہروں سے توانائی جمع کر سکتے ہیں۔ یہ ریکٹینا کے ساتھ بھی کیا جا سکتا ہے اور نظریاتی طور پر نینٹینا کے ساتھ اس سے بھی زیادہ تعدد ای ایم تابکاری پر کیا جا سکتا ہے۔ کسی پورٹیبل الیکٹرانک ڈیوائس یا ریموٹ کنٹرولر کے استعمال کے دوران دبی ہوئی چابیوں سے حاصل ہونے والی طاقت، مقناطیسی اور کنڈلی یا پیزو الیکٹرک انرجی کنورٹرز کا استعمال کرتے ہوئے، ڈیوائس کو طاقت دینے میں مدد کے لیے استعمال کی جا سکتی ہے۔ برقی مقناطیسی انڈکشن پر مبنی کمپن توانائی کی کٹائی، ایک کرنٹ پیدا کرنے کے لیے سب سے آسان ورژن میں مقناطیسی اور تانبے کی کنڈلی کا استعمال کرتی ہے جسے بجلی میں تبدیل کیا جا سکتا ہے۔ برقی طور پر چارج شدہ نمی ایئر جین میں بجلی پیدا کرتی ہے، جو کہ نینو پور پر مبنی آلہ ہے جسے جون یاؤ کی قیادت میں ایمہرسٹ میں میساچوسٹس یونیورسٹی کے ایک گروپ نے ایجاد کیا تھا۔ ماحول-تابکاری کے ذرائع توانائی کا ایک ممکنہ ذریعہ ہر جگہ موجود ریڈیو ٹرانسمیٹرز سے آتا ہے۔ تاریخی طور پر، اس منبع سے مفید بجلی کی سطح حاصل کرنے کے لیے یا تو ایک بڑا مجموعہ علاقہ یا تابکار وائرلیس توانائی کے منبع سے قریب قربت کی ضرورت ہوتی ہے۔ نینٹینا ایک مجوزہ ترقی ہے جو وافر مقدار میں قدرتی تابکاری (جیسے شمسی تابکاری) کا استعمال کرکے اس حد کو دور کرے گی۔ ایک خیال یہ ہے کہ جان بوجھ کر آر ایف توانائی کو بجلی میں نشر کیا جائے اور دور دراز آلات سے معلومات اکٹھا کی جائیں۔ یہ اب غیر فعال ریڈیو فریکوئنسی شناخت (آر ایف آئی ڈی) نظاموں میں عام بات ہے، لیکن سیفٹی اور یو ایس فیڈرل کمیونیکیشن کمیشن (اور دنیا بھر میں مساوی ادارے) زیادہ سے زیادہ طاقت کو محدود کرتے ہیں جسے اس طرح شہری استعمال میں منتقل کیا جا سکتا ہے۔ یہ طریقہ وائرلیس سینسر نیٹ ورک میں انفرادی نوڈس کو طاقت دینے کے لیے استعمال کیا گیا ہے۔ سیال بہاؤ ہوا کے بہاؤ کو مختلف ٹربائن اور غیر ٹربائن جنریٹر ٹیکنالوجیز کے ذریعے حاصل کیا جا سکتا ہے۔ ٹاورڈ ونڈ ٹربائنز اور ایئر بورن ونڈ انرجی سسٹمز (اے ڈبلیو ای ایس) ہوا کے بہاؤ کی کان کرتے ہیں۔ اس جگہ میں ٹیکنالوجی تیار کرنے والی متعدد کمپنیاں ہیں، جن میں جنریٹر کم روشنی والے ماحول میں کام کرنے کے قابل ہیں جو سولر پینلز کے لیے موزوں نہیں ہیں (جیسے۔ ایچ وی اے سی نالیاں)۔ اسکیل ایبل ٹیکنالوجی کو کسی دی گئی ایپلی کیشن کی توانائی کی ضروریات اور ڈیزائن کی رکاوٹوں کو پورا کرنے کے لیے بہتر بنایا جا سکتا ہے۔ خون کے بہاؤ کو پاور ڈیوائسز کے لیے بھی استعمال کیا جا سکتا ہے۔ مثال کے طور پر، برن یونیورسٹی میں تیار کردہ پیس میکر، خون کے بہاؤ کا استعمال کرتے ہوئے ایک چشمے کو سمیٹتا ہے جو بدلے میں برقی مائیکرو جنریٹر کو چلاتا ہے۔ ٹرانجسٹر جیسے فن تعمیر والے جنریٹرز کے ڈیزائن کے ذریعے اعلی توانائی کی تبدیلی کی کارکردگی اور اعلی طاقت کی کثافت کے ساتھ آبی توانائی کی کٹائی حاصل کی گئی۔ فوٹو وولٹک فوٹو وولٹک (پی وی) انرجی ہارویسٹنگ وائرلیس ٹیکنالوجی وائرڈ یا صرف بیٹری سے چلنے والے سینسر حل پر اہم فوائد پیش کرتی ہے: بجلی کے عملی طور پر ناقابل تلافی ذرائع جن کے ماحولیاتی اثرات بہت کم یا کوئی منفی نہیں ہیں۔ انڈور پی وی کٹائی کے حل آج تک خاص طور پر ٹیون شدہ بے ساختہ سلکان (اے ایس آئی) کے ذریعے چلائے گئے ہیں جو کہ شمسی کیلکولیٹرز میں سب سے زیادہ استعمال ہونے والی ٹیکنالوجی ہے۔ حالیہ برسوں میں نئی پی وی ٹیکنالوجیز توانائی کی کٹائی میں سب سے آگے آئی ہیں جیسے کہ ڈائی سینسیٹائزڈ سولر سیل (ڈی ایس ایس سی)۔ رنگ روشنی کو اسی طرح جذب کرتے ہیں جیسے کلوروفل پودوں میں کرتے ہیں۔ ٹی او او 2 کی پرت پر اثر سے بچنے پر خارج ہونے والے الیکٹران اور وہاں سے الیکٹرولائٹ کے ذریعے پھیل جاتے ہیں، کیونکہ ڈائی کو مرئی سپیکٹرم سے جوڑا جا سکتا ہے اس سے بہت زیادہ طاقت پیدا کی جا سکتی ہے۔ ڈی ایس ایس سی پر فی سینٹی میٹر 2 سے زیادہ فراہم کر سکتا ہے۔ پیزو الیکٹرک اثر مکینیکل تناؤ کو برقی کرنٹ یا وولٹیج میں تبدیل کرتا ہے۔ یہ تناؤ بہت سے مختلف ذرائع سے آسکتا ہے۔ انسانی حرکت، کم تعدد والے زلزلے کے کمپن، اور صوتی شور روزمرہ کی مثالیں ہیں۔ سوائے شاذ و نادر صورتوں کے پیزو الیکٹرک اثر اے سی میں کام کرتا ہے جس کے لیے مکینیکل گونج پر وقت کے لحاظ سے مختلف ان پٹ کی ضرورت ہوتی ہے۔ زیادہ تر پیزو الیکٹرک بجلی کے ذرائع ملی واٹ کی ترتیب پر بجلی پیدا کرتے ہیں، جو سسٹم کی درخواست کے لیے بہت چھوٹا ہے، لیکن ہاتھ سے پکڑے جانے والے آلات جیسے کچھ تجارتی طور پر دستیاب سیلف وائنڈنگ کلائی گھڑیوں کے لیے کافی ہے۔ ایک تجویز یہ ہے کہ وہ مائیکرو پیمانے کے آلات کے لیے استعمال ہوتے ہیں، جیسے کہ مائیکرو ہائیڈرولک توانائی کی کٹائی کے آلے میں۔ اس آلے میں، دباؤ والے ہائیڈرولک سیال کا بہاؤ تین پیزو الیکٹرک عناصر کے تعاون سے ایک باہمی پسٹن کو چلاتا ہے جو دباؤ کے اتار چڑھاؤ کو متبادل کرنٹ میں تبدیل کرتا ہے۔ چونکہ پیزو انرجی ہارویسٹنگ کی تحقیقات 1990 کی دہائی کے آخر سے ہی کی گئی ہے، یہ اب بھی ایک ابھرتی ہوئی ٹیکنالوجی ہے۔ اس کے باوجود، آئی این ایس اے اسکول آف انجینئرنگ میں خود سے چلنے والے الیکٹرانک سوئچ کے ساتھ کچھ دلچسپ بہتری کی گئی، جسے اسپن آف اروینی نے نافذ کیا۔ 2006 میں، بیٹری سے کم وائرلیس ڈور بیل پش بٹن کے تصور کا ثبوت بنایا گیا تھا، اور حال ہی میں، ایک پروڈکٹ سے پتہ چلتا ہے کہ کلاسیکی وائرلیس وال سوئچ کو پیزو کٹائی کے ذریعہ طاقت دی جا سکتی ہے۔ دیگر صنعتی ایپلی کیشنز 2000 اور 2005 کے درمیان کمپن سے توانائی حاصل کرنے اور مثال کے طور پر سینسرز کی فراہمی، یا صدمے سے توانائی حاصل کرنے کے لیے نمودار ہوئیں۔ پیزو الیکٹرک نظام انسانی جسم سے حرکت کو برقی طاقت میں تبدیل کر سکتے ہیں۔ ڈی اے آر پی اے نے ٹانگ اور بازو کی حرکت، جوتوں کے اثرات، اور بلڈ پریشر سے لے کر کم سطح کی طاقت کے لیے امپلانٹیبل یا پہننے کے قابل سینسرز تک توانائی کو استعمال کرنے کی کوششوں کے لیے مالی اعانت فراہم کی ہے۔ نینو برش پیزو الیکٹرک انرجی ہارویسٹر کی ایک اور مثال ہیں۔ انہیں لباس میں ضم کیا جا سکتا ہے۔ توانائی کی کٹائی کا آلہ بنانے کے لیے متعدد دیگر نینو ڈھانچوں کا استحصال کیا گیا ہے، مثال کے طور پر، ایک واحد کرسٹل پی ایم این-پی ٹی نینو بیلٹ تیار کیا گیا تھا اور اسے 2016 میں پیزو الیکٹرک انرجی ہارویسٹر میں جمع کیا گیا تھا۔ صارف کی تکلیف کو کم سے کم کرنے کے لیے محتاط ڈیزائن کی ضرورت ہے۔ ایسوسی ایشن کے ذریعے توانائی کی کٹائی کے یہ ذرائع جسم کو متاثر کرتے ہیں۔ وائبریشن انرجی سکاوینجنگ پروجیکٹ ایک اور پروجیکٹ ہے جو ماحولیاتی کمپن اور نقل و حرکت سے برقی توانائی کو نکالنے کی کوشش کے لیے قائم کیا گیا ہے۔ مائیکرو بیلٹ کا استعمال تنفس سے بجلی جمع کرنے کے لیے کیا جا سکتا ہے۔ اس کے علاوہ، چونکہ انسان کی طرف سے حرکت کا کمپن تین سمتوں میں آتا ہے، اس لیے 1:2 اندرونی گونج کا استعمال کرتے ہوئے ایک واحد پیزو الیکٹرک کینٹیلور پر مبنی اونی ڈائرکشنل انرجی ہارویسٹر بنایا جاتا ہے۔ آخر میں، ایک ملی میٹر پیمانے کا پیزو الیکٹرک انرجی ہارویسٹر بھی پہلے ہی بنایا جا چکا ہے۔ قدموں کی "لوگوں کی توانائی" کو بحال کرنے کے لیے پیدل راستوں میں پیزو عناصر کو شامل کیا جا رہا ہے۔ "چلنے کی توانائی" کو بحال کرنے کے لیے انہیں جوتوں میں سرایت بھی کیا جا سکتا ہے۔ ایم آئی ٹی کے محققین نے 2005 میں پتلی فلم پی زیڈ ٹی کا استعمال کرتے ہوئے پہلا مائیکرو اسکیل پیزو الیکٹرک انرجی ہارویسٹر تیار کیا۔ ارمان حاجی اور سنگ گوک کم نے الٹرا وائڈ بینڈوڈتھ مائیکرو اسکیل پیزو الیکٹرک انرجی ہارویسٹنگ ڈیوائس ایجاد کی جس میں ڈبل کلیمپڈ مائیکرو الیکٹرو مکینیکل سسٹمز (ایم ای ایم ایس) ریزونیٹر کی غیر لکیری سختی کا استحصال کیا گیا۔ دوگنا کلیمپڈ بیم میں کھینچنے والا تناؤ غیر لکیری سختی کو ظاہر کرتا ہے، جو ایک غیر فعال فیڈ بیک فراہم کرتا ہے اور اس کے نتیجے میں طول و عرض سے سخت ڈفنگ موڈ گونج پیدا ہوتا ہے۔ عام طور پر، پیزو الیکٹرک کینٹیلیورز کو مذکورہ توانائی کی کٹائی کے نظام کے لیے اپنایا جاتا ہے۔ ایک خرابی یہ ہے کہ پیزو الیکٹرک کینٹیلیور میں میلان کی تقسیم ہوتی ہے، یعنی پیزو الیکٹرک ٹرانسڈیوسر مکمل طور پر استعمال نہیں ہوتا ہے۔ اس مسئلے کو حل کرنے کے لیے، یکساں تناؤ کی تقسیم کے لیے مثلث کی شکل اور ایل کی شکل والے کینٹیلیور کی تجویز پیش کی گئی ہے۔ 2018 میں، سوچی یونیورسٹی کے محققین نے باہمی الیکٹروڈ کا اشتراک کرکے ایک ٹرائبو الیکٹرک نینو جنریٹر اور ایک سلکان سولر سیل کو ہائبرڈائز کرنے کی اطلاع دی۔ یہ آلہ شمسی توانائی جمع کر سکتا ہے یا گرتی ہوئی بارش کی بوندوں کی مکینیکل توانائی کو بجلی میں تبدیل کر سکتا ہے۔ برطانیہ کی ٹیلی کام کمپنی اورنج یوکے نے انرجی ہارویسٹنگ ٹی شرٹ اور بوٹس تیار کیے ہیں۔ دوسری کمپنیوں نے بھی ایسا ہی کیا ہے۔ ہوشیار سڑکوں اور پیزو الیکٹرکٹی سے توانائی برادران پیئر کیوری اور جیکس کیوری نے 1880 میں پیزو الیکٹرک اثر کا تصور پیش کیا۔ پیزو الیکٹرک اثر مکینیکل تناؤ کو وولٹیج یا برقی کرنٹ میں تبدیل کرتا ہے اور حرکت، وزن، کمپن اور درجہ حرارت کی تبدیلیوں سے برقی توانائی پیدا کرتا ہے جیسا کہ شکل میں دکھایا گیا ہے۔ پتلی فلم لیڈ زرکونیٹ ٹائٹینٹ پی زیڈ ٹی میں پیزو الیکٹرک اثر کو مدنظر رکھتے ہوئے، مائیکرو الیکٹرو مکینیکل سسٹم (ایم ای ایم ایس) بجلی پیدا کرنے والا آلہ تیار کیا گیا ہے۔ پیزو الیکٹرک ٹیکنالوجی میں حالیہ بہتری کے دوران، اقسا عباسی) نے کمپن کنورٹرز نامی اور ان میں دو طریقوں کو الگ کیا اور بیرونی کمپن توانائی کے منبع سے مخصوص تعدد پر گونجنے کے لیے دوبارہ ڈیزائن کیا، اس طرح الیکٹرو مکینیکل ڈمپڈ ماس کا استعمال کرتے ہوئے پیزو الیکٹرک اثر کے ذریعے برقی توانائی پیدا ہوتی ہے۔ تاہم، اقسا نے بیم ساختہ الیکٹروسٹیٹک آلات مزید تیار کیے جو پی زیڈ ٹی ایم ای ایم ایس آلات کے مقابلے میں بنانے میں زیادہ مشکل ہیں کیونکہ عام سلکان پروسیسنگ میں بہت سے ماسک اقدامات شامل ہوتے ہیں جن کے لیے پی زیڈ ٹی فلم کی ضرورت نہیں ہوتی ہے۔ پیزو الیکٹرک قسم کے سینسرز اور ایکچوایٹرز میں کینٹیلیور بیم کا ڈھانچہ ہوتا ہے جو جھلی کے نیچے الیکٹروڈ، فلم، پیزو الیکٹرک فلم، اور ٹاپ الیکٹروڈ پر مشتمل ہوتا ہے۔ ہر پرت کے پیٹرننگ کے لیے ماسک سے زیادہ مراحل درکار ہوتے ہیں جبکہ انڈیوسڈ وولٹیج بہت کم ہوتی ہے۔ پائرو الیکٹرک کرسٹل جن میں ایک منفرد قطبی محور ہوتا ہے اور بے ساختہ پولرائزیشن ہوتی ہے، جس کے ساتھ بے ساختہ پولرائزیشن موجود ہوتی ہے۔ یہ کلاسوں کے کرسٹل ہیں،،،،،،،،۔ خاص قطبی محور-کرسٹل فزیکل محور-محور،،، اور کرسٹل کے ساتھ موافق ہوتا ہے یا منفرد سیدھے جہاز میں واقع ہوتا ہے۔ نتیجتا، مثبت اور منفی چارج کے برقی مراکز ایک ابتدائی خلیے سے توازن کی پوزیشنوں سے بے گھر ہو جاتے ہیں، یعنی کرسٹل کی بے ساختہ پولرائزیشن تبدیل ہوتی ہے۔ لہذا، تمام سمجھے جانے والے کرسٹل میں بے ساختہ پولرائزیشن ہوتی ہے۔ چونکہ پائرو الیکٹرک کرسٹل میں پیزو الیکٹرک اثر بیرونی اثرات (برقی میدان، مکینیکل تناؤ) کے تحت ان کے بے ساختہ پولرائزیشن میں ہونے والی تبدیلیوں کے نتیجے میں پیدا ہوتا ہے۔ نقل مکانی کے نتیجے میں، عیسی عباسی نے تینوں محوروں کے ساتھ اجزاء میں تبدیلی متعارف کرائی۔ فرض کریں کہ یہ پہلے تخمینے میں پیدا ہونے والے مکینیکل تناؤ کے متناسب ہے، جس کے نتیجے میں مکینیکل تناؤ کی نمائندگی کرتا ہے اور پیزو الیکٹرک ماڈیولز کی نمائندگی کرتا ہے۔ پی زیڈ ٹی پتلی فلموں نے قوت سینسرز، ایکسلرومیٹرز، گائروسکوپس ایکچوایٹرز، ٹیون ایبل آپٹکس، مائیکرو پمپس، فیرو الیکٹرک رام، ڈسپلے سسٹم اور سمارٹ روڈ جیسی ایپلی کیشنز کی طرف توجہ مبذول کرائی ہے، جب توانائی کے ذرائع محدود ہوتے ہیں، تو توانائی کی کٹائی ماحول میں اہم کردار ادا کرتی ہے۔ اسمارٹ سڑکیں بجلی کی پیداوار میں اہم کردار ادا کرنے کی صلاحیت رکھتی ہیں۔ سڑک میں پیزو الیکٹرک مواد کو شامل کرنے سے گاڑیوں کو منتقل کرنے سے پیدا ہونے والے دباؤ کو وولٹیج اور کرنٹ میں تبدیل کیا جا سکتا ہے۔ سمارٹ ٹرانسپورٹیشن انٹیلیجنٹ سسٹم پیزو الیکٹرک سینسرز سمارٹ روڈ ٹیکنالوجیز میں سب سے زیادہ مفید ہیں جن کا استعمال ایسے نظام بنانے کے لیے کیا جا سکتا ہے جو ذہین ہوں اور طویل مدت میں پیداواری صلاحیت کو بہتر بنائیں۔ ایسی شاہراہوں کا تصور کریں جو ٹریفک جام بننے سے پہلے ہی موٹر سائیکل سواروں کو خبردار کر دیتی ہیں۔ یا وہ پل جو گرنے کے خطرے میں ہونے پر رپورٹ کرتے ہیں، یا ایک برقی گرڈ جو بلیک آؤٹ ہونے پر خود کو ٹھیک کرتا ہے۔ کئی دہائیوں سے، سائنس دانوں اور ماہرین نے استدلال کیا ہے کہ بھیڑ بھاڑ سے لڑنے کا بہترین طریقہ ذہین نقل و حمل کا نظام ہے، جیسے ٹریفک کی پیمائش کے لیے سڑک کے کنارے سینسر اور گاڑیوں کے بہاؤ کو کنٹرول کرنے کے لیے مطابقت پذیر ٹریفک لائٹس۔ لیکن ان ٹیکنالوجیز کا پھیلاؤ لاگت کی وجہ سے محدود رہا ہے۔ کچھ دوسرے سمارٹ ٹیکنالوجی بیلچے کے تیار منصوبے بھی ہیں جنہیں کافی تیزی سے تعینات کیا جا سکتا ہے، لیکن زیادہ تر ٹیکنالوجیز اب بھی ترقی کے مرحلے میں ہیں اور ہو سکتا ہے کہ پانچ سال یا اس سے زیادہ عرصے تک عملی طور پر دستیاب نہ ہوں۔ پائرو الیکٹرک اثر درجہ حرارت کی تبدیلی کو برقی کرنٹ یا وولٹیج میں تبدیل کرتا ہے۔ یہ پیزو الیکٹرک اثر سے مشابہت رکھتا ہے، جو کہ فیرو الیکٹرک رویے کی ایک اور قسم ہے۔ پائرو الیکٹرکٹی کو وقت کے لحاظ سے مختلف آدانوں کی ضرورت ہوتی ہے اور اس کی کم آپریٹنگ فریکوئنسی کی وجہ سے توانائی کی کٹائی کی ایپلی کیشنز میں چھوٹے پاور آؤٹ پٹ کا سامنا کرنا پڑتا ہے۔ تاہم، تھرمو الیکٹرکس کے مقابلے میں پائرو الیکٹرکس کا ایک اہم فائدہ یہ ہے کہ بہت سے پائرو الیکٹرک مواد 1200 ڈگری سیلسیس یا اس سے زیادہ تک مستحکم ہوتے ہیں، جو اعلی درجہ حرارت کے ذرائع سے توانائی کی کٹائی کو قابل بناتے ہیں اور اس طرح تھرموڈینامک کارکردگی میں اضافہ کرتے ہیں۔ فضلہ گرمی کو براہ راست بجلی میں تبدیل کرنے کا ایک طریقہ پائرو الیکٹرک مواد پر اولسن سائیکل کو انجام دینا ہے۔ اولسن سائیکل برقی نقل مکانی برقی میدان (D-E) خاکہ میں دو آئسوتھرمل اور دو آئسو الیکٹرک فیلڈ کے عمل پر مشتمل ہے۔ اولسن سائیکل کا اصول کم برقی میدان کے تحت ٹھنڈک کے ذریعے ایک کیپسیٹر کو چارج کرنا اور اعلی برقی میدان پر حرارتی نظام کے تحت اسے خارج کرنا ہے۔ کنڈکشن، کنویکشن یا ریڈی ایشن کا استعمال کرتے ہوئے اولسن سائیکل کو نافذ کرنے کے لیے کئی پائرو الیکٹرک کنورٹر تیار کیے گئے ہیں۔ نظریاتی طور پر یہ بھی قائم کیا گیا ہے کہ آسلٹنگ ورکنگ فلوئڈ اور اولسن سائیکل کا استعمال کرتے ہوئے حرارت کی تخلیق نو پر مبنی پائرو الیکٹرک تبدیلی گرم اور سرد تھرمل ذخائر کے درمیان کارنوٹ کی کارکردگی تک پہنچ سکتی ہے۔ مزید برآں، حالیہ مطالعات نے کم درجہ حرارت پر پیدا ہونے والی توانائی کی بڑی کثافت کی وجہ سے توانائی کنورٹرز میں استعمال کرنے کے لیے پر امید پائرو الیکٹرک مواد کے طور پر پولی وینیلڈین فلورائڈ ٹرائیفلوورویتھیلین [پی (وی ڈی ایف-ٹی آر ایف ای)] پولیمر اور لیڈ لینتھانم زرکونیٹ ٹائٹینٹ (پی ایل زیڈ ٹی) سیرامکس کو قائم کیا ہے۔ مزید برآں، ایک پائرو الیکٹرک صفائی کا آلہ جسے وقت کے لحاظ سے مختلف ان پٹ کی ضرورت نہیں ہوتی ہے حال ہی میں متعارف کرایا گیا تھا۔ توانائی کی کٹائی کا آلہ کرسٹل کے چہروں سے منسلک دو پلیٹوں سے برقی کرنٹ کھینچنے کے بجائے حرارت کی توانائی کو مکینیکل توانائی میں تبدیل کرنے کے لیے گرم پائرو الیکٹرک کے ایج-ڈی پولرائزنگ برقی میدان کا استعمال کرتا ہے۔ 1821 میں، تھامس جوہان سیبیک نے دریافت کیا کہ دو مختلف موصلوں کے درمیان بننے والا تھرمل میلان وولٹیج پیدا کرتا ہے۔ تھرمو الیکٹرک اثر کے مرکز میں یہ حقیقت ہے کہ کسی محرک مادے میں درجہ حرارت کے میلان کے نتیجے میں حرارت کا بہاؤ ہوتا ہے ؛ اس کے نتیجے میں چارج کیریئرز کا پھیلاؤ ہوتا ہے۔ گرم اور سرد علاقوں کے درمیان چارج کیریئرز کا بہاؤ بدلے میں وولٹیج کا فرق پیدا کرتا ہے۔ 1834 میں، جین چارلس اتھانیس پیلٹیئر نے دریافت کیا کہ دو مختلف کنڈکٹرز کے جنکشن کے ذریعے برقی کرنٹ چلانا، کرنٹ کی سمت کے لحاظ سے، اسے ہیٹر یا کولر کے طور پر کام کرنے کا سبب بن سکتا ہے۔ جذب شدہ یا پیدا شدہ حرارت کرنٹ کے متناسب ہوتی ہے، اور متناسب مستقل کو پیلٹیئر گتانک کے نام سے جانا جاتا ہے۔ آج، سیبیک اور پیلٹیئر اثرات کے علم کی وجہ سے، تھرمو الیکٹرک مواد کو ہیٹر، کولر اور جنریٹر (ٹی ای جی) کے طور پر استعمال کیا جا سکتا ہے۔ مثالی تھرمو الیکٹرک مواد میں اعلی سیبیک گتانک، اعلی برقی چالکتا، اور کم تھرمل چالکتا ہوتی ہے۔ جنکشن پر اعلی تھرمل میلان کو برقرار رکھنے کے لیے کم تھرمل چالکتا ضروری ہے۔ آج تیار کردہ معیاری تھرمو الیکٹرک ماڈیول پی-اور این-ڈوپڈ بسمتھ-ٹیلورائڈ سیمی کنڈکٹرز پر مشتمل ہوتے ہیں جو دو دھاتی سیرامک پلیٹوں کے درمیان سینڈوچ ہوتے ہیں۔ سیرامک پلیٹیں نظام میں سختی اور برقی موصلیت کا اضافہ کرتی ہیں۔ سیمی کنڈکٹر برقی طور پر سیریز میں اور تھرمل طور پر متوازی طور پر جڑے ہوتے ہیں۔ چھوٹے تھرموکپل تیار کیے گئے ہیں جو جسم کی حرارت کو بجلی میں تبدیل کرتے ہیں اور 5 ڈگری درجہ حرارت کے میلان کے ساتھ 3 وی پر 40 ایم کیو ڈبلیو پیدا کرتے ہیں، جبکہ پیمانے کے دوسرے سرے پر، بڑے تھرموکپل جوہری آر ٹی جی بیٹریوں میں استعمال ہوتے ہیں۔ عملی مثالیں ہولسٹ سینٹر کی طرف سے فنگر ہارٹ ریٹی میٹر اور فرونہوفر گیسیلشافٹ کی طرف سے تھرموجینریٹر ہیں۔ تھرمو الیکٹرکس کے فوائد: کوئی بھی حرکت پذیر پرزے کئی سالوں تک مسلسل کام کرنے کی اجازت نہیں دیتے۔ تھرمو الیکٹرکس میں کوئی ایسا مواد نہیں ہوتا جسے دوبارہ بھرنا ضروری ہو۔ ہیٹنگ اور کولنگ کو الٹا کیا جا سکتا ہے۔ تھرمو الیکٹرک توانائی کی تبدیلی کا ایک منفی پہلو کم کارکردگی (فی الحال 10 فیصد سے کم) ہے۔ ایسے مواد کی ترقی جو زیادہ درجہ حرارت کے میلان میں کام کرنے کے قابل ہو، اور جو حرارت کو چلائے بغیر بھی بجلی کو اچھی طرح سے چلا سکتا ہے (جو کچھ حال ہی میں ناممکن سمجھا جاتا تھا)، اس کے نتیجے میں کارکردگی میں اضافہ ہوگا۔ تھرمو الیکٹرکس میں مستقبل کا کام ضائع شدہ حرارت، جیسے کہ آٹوموبائل انجن کے دہن میں، کو بجلی میں تبدیل کرنا ہو سکتا ہے۔ الیکٹروسٹیٹک (کیپسیٹیو) اس قسم کی کٹائی کمپن پر منحصر کیپسیٹرز کی بدلتی ہوئی صلاحیت پر مبنی ہوتی ہے۔ کمپن ایک چارج شدہ متغیر کیپسیٹر کی پلیٹوں کو الگ کرتے ہیں، اور مکینیکل توانائی برقی توانائی میں تبدیل ہو جاتی ہے۔ الیکٹروسٹیٹک توانائی کی کٹائی کرنے والوں کو کام کرنے اور کمپن سے میکانی توانائی کو بجلی میں تبدیل کرنے کے لیے پولرائزیشن کے ذریعہ کی ضرورت ہوتی ہے۔ پولرائزیشن کا ذریعہ کچھ سینکڑوں وولٹ کی ترتیب میں ہونا چاہیے ؛ یہ پاور مینجمنٹ سرکٹ کو بہت پیچیدہ بنا دیتا ہے۔ ایک اور حل الیکٹریٹس کے استعمال پر مشتمل ہے، جو برقی طور پر چارج شدہ ڈائی الیکٹرکس ہیں جو سالوں تک کیپسیٹر پر پولرائزیشن کو برقرار رکھنے کے قابل ہیں۔ کلاسیکی الیکٹروسٹیٹک انڈکشن جنریٹرز سے ڈھانچے کو اپنانا ممکن ہے، جو اس مقصد کے لیے متغیر قابلیت سے بھی توانائی نکالتے ہیں۔ نتیجے میں آنے والے آلات خود انحصاری ہوتے ہیں، اور براہ راست بیٹریاں چارج کر سکتے ہیں، یا اسٹوریج کیپسیٹرز پر تیزی سے بڑھتے ہوئے وولٹیج پیدا کر سکتے ہیں، جن سے وقتا فوقتا ڈی سی/ڈی سی کنورٹرز کے ذریعے توانائی نکالی جا سکتی ہے۔ مقناطیسی انڈکشن سے مراد بدلتے ہوئے مقناطیسی میدان میں برقی قوت (یعنی وولٹیج) کی پیداوار ہے۔ یہ بدلتا ہوا مقناطیسی میدان حرکت کے ذریعے پیدا کیا جا سکتا ہے، یا تو گردش (یعنی۔ ویگنڈ اثر اور ویگنڈ سینسر) یا لکیری حرکت (یعنی۔ کمپن)۔ کینٹیلیور پر ہلنے والے مقناطیسی چھوٹے کمپنوں کے لیے بھی حساس ہوتے ہیں اور فیراڈے کے انضمام کے قانون کی وجہ سے کنڈکٹرز کے مقابلے میں حرکت کرکے مائیکرو کرنٹ پیدا کرتے ہیں۔ 2007 میں اس قسم کا ایک چھوٹا آلہ تیار کرکے، ساؤتھمپٹن یونیورسٹی کی ایک ٹیم نے ایسے ماحول میں ایسا آلہ لگانا ممکن بنایا جس سے بیرونی دنیا سے کوئی برقی رابطہ نہیں ہوتا ہے۔ ناقابل رسائی جگہوں پر سینسر اب اپنی طاقت پیدا کر سکتے ہیں اور ڈیٹا کو باہر کے وصول کنندگان تک منتقل کر سکتے ہیں۔ ساؤتھمپٹن یونیورسٹی میں تیار کردہ مقناطیسی کمپن توانائی کی کٹائی کی بڑی حدود میں سے ایک جنریٹر کا سائز ہے، اس معاملے میں تقریبا ایک مکعب سینٹی میٹر، جو آج کی موبائل ٹیکنالوجیز میں ضم کرنے کے لیے بہت بڑا ہے۔ سرکٹری سمیت مکمل جنریٹر ایک بہت بڑا 4 سینٹی میٹر بائی 4 سینٹی میٹر بائی 1 سینٹی میٹر ہے جس کا سائز تقریبا کچھ موبائل آلات جیسے آئی پوڈ نینو کے برابر ہے۔ طول و عرض میں مزید کمی کینٹیلیور بیم جزو کے طور پر نئے اور زیادہ لچکدار مواد کے انضمام کے ذریعے ممکن ہے۔ 2012 میں، نارتھ ویسٹرن یونیورسٹی کے ایک گروپ نے ایک اسپرنگ کی شکل میں پولیمر سے باہر کمپن سے چلنے والا جنریٹر تیار کیا۔ یہ آلہ ساؤتھمپٹن یونیورسٹی کے گروپوں کے سلکان پر مبنی آلہ کی طرح ہی تعدد کو نشانہ بنانے کے قابل تھا لیکن بیم جزو کے ایک تہائی سائز کے ساتھ۔ مقناطیسی انڈکشن پر مبنی توانائی کی کٹائی کے لیے فیرو فلوئڈز کا استعمال کرتے ہوئے ایک نیا نقطہ نظر بھی تجویز کیا گیا ہے۔ جریدے کا مضمون، "برقی مقناطیسی فیروفلوئڈ پر مبنی توانائی کی کٹائی کرنے والا"، 2.2 ہرٹز پر 80 میگاواٹ فی گرام کی پاور آؤٹ پٹ کے ساتھ کم فریکوئنسی کمپن توانائی حاصل کرنے کے لیے فیروفلوئڈز کے استعمال پر تبادلہ خیال کرتا ہے۔ حال ہی میں، تناؤ کے اطلاق کے ساتھ ڈومین وال پیٹرن میں تبدیلی کو مقناطیسی انڈکشن کا استعمال کرتے ہوئے توانائی حاصل کرنے کے طریقہ کار کے طور پر تجویز کیا گیا ہے۔ اس مطالعہ میں، مصنفین نے دکھایا ہے کہ لاگو تناؤ مائکروائر میں ڈومین پیٹرن کو تبدیل کر سکتا ہے۔ ایمبیئنٹ کمپن مائکروائرز میں تناؤ کا سبب بن سکتے ہیں، جو ڈومین پیٹرن میں تبدیلی کا باعث بن سکتے ہیں اور اس وجہ سے انڈکشن کو تبدیل کر سکتے ہیں۔ پاور، یو ڈبلیو/سی ایم 2 کی ترتیب کی اطلاع دی گئی ہے۔ مقناطیسی انڈکشن پر مبنی تجارتی طور پر کامیاب کمپن توانائی کی کٹائی کرنے والے اب بھی تعداد میں نسبتا کم ہیں۔ مثالوں میں سویڈش کمپنی ری وائب انرجی کی تیار کردہ مصنوعات شامل ہیں، جو کہ ساب گروپ کی ایک ٹیکنالوجی اسپن آؤٹ ہے۔ ایک اور مثال پرپیٹم کے ذریعہ ساؤتھمپٹن یونیورسٹی کے ابتدائی پروٹوٹائپ سے تیار کردہ مصنوعات ہیں۔ ان کو وائرلیس سینسر نوڈس (ڈبلیو ایس این) کے ذریعہ درکار طاقت پیدا کرنے کے لیے کافی بڑا ہونا پڑتا ہے لیکن ایم 2 ایم ایپلی کیشنز میں یہ عام طور پر کوئی مسئلہ نہیں ہے۔ یہ کٹائی کرنے والے اب جی ای اور ایمرسن جیسی کمپنیوں کے ذریعے بنائے گئے ڈبلیو ایس این کو طاقت دینے اور پرپیٹم کے ذریعے بنائے گئے ٹرین بیرنگ نگرانی کے نظام کے لیے بھی بڑی مقدار میں فراہم کیے جا رہے ہیں۔ اوور ہیڈ پاور لائن سینسر مقناطیسی انڈکشن کا استعمال اس کنڈکٹر سے براہ راست توانائی حاصل کرنے کے لیے کر سکتے ہیں جس کی وہ نگرانی کر رہے ہیں۔ بلڈ شوگر توانائی جمع کرنے کا ایک اور طریقہ خون کی شکر کے آکسیکرن کے ذریعے ہے۔ ان توانائی کی کٹائی کرنے والوں کو بائیو بیٹریز کہا جاتا ہے۔ ان کا استعمال لگائے گئے الیکٹرانک آلات (مثال کے طور پر پیس میکرز، ذیابیطس کے مریضوں کے لیے لگائے گئے بائیوسینسرز، لگائے گئے فعال آر ایف آئی ڈی آلات وغیرہ) کو طاقت دینے کے لیے کیا جا سکتا ہے۔ اس وقت سینٹ لوئس یونیورسٹی کے منٹیر گروپ نے ایسے انزائم تیار کیے ہیں جن کا استعمال خون کی شکر سے طاقت پیدا کرنے کے لیے کیا جا سکتا ہے۔ تاہم، چند سالوں کے بعد بھی انزائموں کو تبدیل کرنے کی ضرورت ہوگی۔ 2012 میں، ڈاکٹر ایوجینی کاٹز کی قیادت میں کلارکسن یونیورسٹی میں ایک پیس میکر کو امپلانٹیبل بائیو فیول سیلز سے چلایا گیا۔ درخت پر مبنی ٹری میٹابولک انرجی ہارویسٹنگ بائیو انرجی ہارویسٹنگ کی ایک قسم ہے۔ والٹری نے درختوں سے توانائی حاصل کرنے کا ایک طریقہ تیار کیا ہے۔ ان توانائی کی کٹائی کرنے والوں کو جنگل میں جنگل کی آگ اور موسم کی نگرانی کے لیے طویل مدتی تعیناتی کے نظام کی بنیاد کے طور پر ریموٹ سینسرز اور میش نیٹ ورکس کو طاقت دینے کے لیے استعمال کیا جا رہا ہے۔ والٹری کی ویب سائٹ کے مطابق، اس طرح کے آلے کی مفید زندگی صرف اس درخت کی زندگی تک محدود ہونی چاہیے جس سے یہ منسلک ہے۔ حال ہی میں یو ایس نیشنل پارک کے جنگل میں ایک چھوٹا ٹیسٹ نیٹ ورک تعینات کیا گیا تھا۔ درختوں سے توانائی کے دیگر ذرائع میں جنریٹر میں درخت کی جسمانی حرکت کو پکڑنا شامل ہے۔ توانائی کے اس منبع کا نظریاتی تجزیہ چھوٹے الیکٹرانک آلات کو طاقت دینے میں کچھ وعدہ ظاہر کرتا ہے۔ اس نظریہ پر مبنی ایک عملی آلہ بنایا گیا ہے اور ایک سال تک سینسر نوڈ کو کامیابی کے ساتھ چلایا گیا ہے۔ میٹا میٹریل ایک میٹا میٹریل پر مبنی آلہ 900 میگاہرٹز مائکروویو سگنل کو وائرلیس طور پر 7.3 وولٹ براہ راست کرنٹ (یو ایس بی ڈیوائس سے زیادہ) میں تبدیل کرتا ہے۔ اس ڈیوائس کو وائی فائی سگنلز، سیٹلائٹ سگنلز، یا یہاں تک کہ صوتی سگنلز سمیت دیگر سگنلز حاصل کرنے کے لیے ٹیون کیا جا سکتا ہے۔ تجرباتی آلے میں پانچ فائبر گلاس اور تانبے کے موصل کا ایک سلسلہ استعمال کیا گیا۔ تبدیلی کی کارکردگی 37 فیصد تک پہنچ گئی۔ جب روایتی اینٹینا خلا میں ایک دوسرے کے قریب ہوتے ہیں تو وہ ایک دوسرے کے ساتھ مداخلت کرتے ہیں۔ لیکن چونکہ آر ایف پاور فاصلے کے مکعب سے کم ہوتی جاتی ہے، اس لیے پاور کی مقدار بہت کم ہوتی ہے۔ جبکہ 7.3 وولٹ کا دعوی شاندار ہے، پیمائش اوپن سرکٹ کے لیے ہے۔ چونکہ بجلی بہت کم ہے، اس لیے جب کوئی بوجھ منسلک ہوتا ہے تو تقریبا کوئی کرنٹ نہیں ہو سکتا۔ ماحولیاتی دباؤ میں تبدیلی وقت کے ساتھ ساتھ درجہ حرارت کی تبدیلیوں اور موسمی نمونوں کی وجہ سے ماحول کا دباؤ قدرتی طور پر بدلتا ہے۔ مہر بند چیمبر والے آلات ان دباؤ کے فرق کو توانائی نکالنے کے لیے استعمال کر سکتے ہیں۔ اس کا استعمال میکانی گھڑیوں جیسے ایٹموس گھڑی کے لیے طاقت فراہم کرنے کے لیے کیا گیا ہے۔ سمندری توانائی توانائی پیدا کرنے کا ایک نسبتا نیا تصور سمندروں سے توانائی پیدا کرنا ہے۔ سیارے پر پانی کی بڑی مقدار موجود ہے جو اپنے ساتھ بڑی مقدار میں توانائی لے جاتی ہے۔ اس صورت میں توانائی سمندری لہروں، سمندری لہروں، نمکیات میں فرق اور درجہ حرارت میں فرق سے بھی پیدا کی جا سکتی ہے۔ اس طرح توانائی حاصل کرنے کی کوششیں جاری ہیں۔ ریاستہائے متحدہ کی بحریہ حال ہی میں سمندر میں موجود درجہ حرارت میں فرق کا استعمال کرتے ہوئے بجلی پیدا کرنے میں کامیاب ہوئی ہے۔ سمندر میں تھرموکلائن کی مختلف سطحوں پر درجہ حرارت کے فرق کو استعمال کرنے کا ایک طریقہ تھرمل انرجی ہارویسٹر کا استعمال کرنا ہے جو ایک ایسے مواد سے لیس ہے جو مختلف درجہ حرارت والے علاقوں میں مرحلے کو تبدیل کرتا ہے۔ یہ عام طور پر پولیمر پر مبنی مواد ہے جو ریورسیبل گرمی کے علاج کو سنبھال سکتا ہے۔ جب مواد مرحلے کو تبدیل کر رہا ہوتا ہے، تو توانائی کا فرق مکینیکل توانائی میں تبدیل ہو جاتا ہے۔ استعمال شدہ مواد کو پانی کے اندر تھرموکلائن کی پوزیشن کے لحاظ سے مائع سے ٹھوس تک مراحل کو تبدیل کرنے کے قابل ہونے کی ضرورت ہوگی۔ تھرمل انرجی ہارویسٹنگ یونٹس کے اندر یہ فیز چینج میٹریل بغیر پائلٹ والی زیر آب گاڑی (یو یو وی) کو ری چارج یا طاقت دینے کا ایک مثالی طریقہ ہوگا کیونکہ یہ پانی کے بڑے ذخائر میں پہلے سے موجود گرم اور ٹھنڈے پانی پر انحصار کرے گا ؛ معیاری بیٹری ری چارج کرنے کی ضرورت کو کم کرے گا۔ اس توانائی کو حاصل کرنے سے طویل مدتی مشنوں کی اجازت ملے گی کیونکہ چارج کرنے کے لیے جمع کرنے یا واپس کرنے کی ضرورت کو ختم کیا جا سکتا ہے۔ یہ پانی کے اندر گاڑیوں کو طاقت دینے کا ایک بہت ہی ماحول دوست طریقہ بھی ہے۔ ایسا کوئی اخراج نہیں ہے جو فیز چینج فلوئڈ کے استعمال سے آتا ہو، اور اس کی ممکنہ طور پر معیاری بیٹری سے زیادہ لمبی عمر ہوگی۔ توانائی کی کٹائی کے لیے مستقبل کی سمتوں میں الیکٹرو ایکٹیو پولیمر (ای اے پی) تجویز کیے گئے ہیں۔ ان پولیمر میں ایک بڑا تناؤ، لچکدار توانائی کی کثافت، اور اعلی توانائی کی تبدیلی کی کارکردگی ہوتی ہے۔ ای اے پیز (الیکٹرو ایکٹیو پولیمرز) پر مبنی نظاموں کا کل وزن پیزو الیکٹرک مواد پر مبنی نظاموں کے مقابلے میں نمایاں طور پر کم ہونے کی تجویز ہے۔ نینو جنریٹر، جیسے جارجیا ٹیک کا بنایا ہوا، بیٹریوں کے بغیر آلات کو طاقت دینے کا ایک نیا طریقہ فراہم کر سکتا ہے۔ 2008 تک، یہ صرف کچھ درجن نینو واٹ پیدا کرتا ہے، جو کہ کسی بھی عملی استعمال کے لیے بہت کم ہے۔ شور اٹلی میں این آئی پی ایس لیبارٹری کی طرف سے ایک غیر لکیری متحرک میکانزم کے ذریعے وسیع سپیکٹرم کم پیمانے کے کمپن کو حاصل کرنے کی تجویز کا موضوع رہا ہے جو روایتی لکیری کٹائی کرنے والوں کے مقابلے میں 4 فیکٹر تک کٹائی کرنے والے کی کارکردگی کو بہتر بنا سکتا ہے۔ مختلف قسم کے توانائی کی کٹائی کرنے والوں کا امتزاج بیٹریوں پر انحصار کو مزید کم کر سکتا ہے، خاص طور پر ایسے ماحول میں جہاں دستیاب ماحول کی توانائی کی اقسام وقتا فوقتا تبدیل ہوتی ہیں۔ اس قسم کی تکمیلی متوازن توانائی کی کٹائی میں ساختی صحت کی نگرانی کے لیے وائرلیس سینسر سسٹم کی وشوسنییتا بڑھانے کی صلاحیت ہے۔ یہ بھی دیکھیں ہوا سے چلنے والی ہوا کی توانائی آٹوموٹو تھرمو الیکٹرک جنریٹر این اوشین مستقبل کی توانائی کی ترقی آئی ای ای ای 802.15 الٹرا وائڈ بینڈ (یو ڈبلیو بی) توانائی کے وسائل کی فہرست توانائی پرجیوی بوجھ کا خاکہ ریئل ٹائم لوکیٹنگ سسٹم (آر ٹی ایل) ریچارج ایبل بیٹری ریکٹینا سولر چارجر تھرموکاسٹک ہیٹ انجن تھرمو الیکٹرک جنریٹر ہر جگہ سینسر نیٹ ورک بغیر پائلٹ والی فضائی گاڑیوں کو توانائی کی کٹائی کے ذریعے طاقت دی جا سکتی ہے وائرلیس پاور ٹرانسفر حوالہ جات بیرونی روابط مائکرو ٹیکنالوجی توانائی کی کٹائی کے تحقیقی مراکز