Ultratenké zariadenie generuje energiu aj z toho najjemnejšieho ľudského pohybu

Yuliya Savich / Shutterstock

Vedci vytvorili ultratenké zariadenie na zber energie, ktoré generuje elektrinu z ľudského pohybu. Materiál by sa dal umiestniť do látky oblečenia, aby sa nabil váš smartfón, fitness tracker a iná osobná elektronika, kým sa budete venovať svojmu každodennému životu.

'Očakávam, že v budúcnosti sa všetci staneme nabíjacími stanicami pre naše osobné zariadenia tým, že budeme čerpať energiu priamo z našich pohybov a prostredia,' povedal výskumník Cary Pint z Vanderbilt University v USA.

Uskutočnilo sa veľa výskumov v oblasti získavania takzvaných zdrojov okolitej energie, ako je energia z vibrácií a deformácií,teplotavariácií, alebo energie zsvetlo,rádiové vlnyabiochemickéreakcie.Nedávno, dokonca sme boli svedkami vynálezu inteligentného telefónu, ktorý na napájanie využíval okolité rádiové vlny.



Ale jeden cenný zdroj energie zostal nevyužitý – prebytočná energia z ľudského pohybu.

Bolo navrhnutých veľa zariadení na zachytenie energie z nízkofrekvenčného ľudského pohybu, ale materiály často fungujú najlepšie, keď sa pohyby uskutočnia viac ako 100-krát za sekundu, čím sa stráca energia z väčšiny ľudských pohybov.

Toto nové zariadenie má hrúbku 1/5000 ľudského vlasu a je schopné extrahovať aj tie najjemnejšie ľudské pohyby.

'V porovnaní s inými prístupmi určenými na získavanie energie z ľudského pohybu má naša metóda dve základné výhody,' povedal Pint .

„Materiály sú atómovo tenké a dostatočne malé na to, aby mohli byť impregnované do textílií bez toho, aby to ovplyvnilo vzhľad alebo pocit látky, a dokážu extrahovať energiu z pohybov, ktoré sú pomalšie ako 10 Hertzov – 10 cyklov za sekundu – v celom nízkofrekvenčnom okne zodpovedajúcich pohybov. na ľudský pohyb.“

V tejto novej štúdii , vedci používajú film čierneho fosforu, materiál, ktorý nanotechnológov nadchol pre jeho elektrické, optické a elektrochemické vlastnosti. Do teraz,grafénbol najvzrušujúcejším materiálom v tomto priestore a zdá sa, že tieto dva by spolu mohli dobre fungovať.

Tím vytvoril svoj zberač energie vložením elektrolytu medzi dve identické elektródy s čiernym fosforom. Elektródy sa vyrábajú pomocou chemického procesu, ktorý zahŕňa nanesenie tenkých vrstiev čierneho fosforu grafén .

Pri spoločnej práci sa 2D zázračné materiály ohýbajú a ohýbajú, aby vytvorili energiu.

Tím zistil, že ich prototypové návrhy môžu produkovať energiu z pohybov nižších ako 10 Hertzov (10 pohybov za sekundu) a dokonca tak nízkych ako 0,01 hertzov alebo jedného pohybu každých 100 sekúnd – bolo by ťažšie vyhnúť sa pohybu tak často ako nie.

Obloženie vašej obľúbenej bundy týmito zariadeniami je v poriadku, ale nechceli by sme ísť do takých plameňov ako napr. nedávna séria batérií pre niektoré smartfóny . Sú teda tieto zariadenia bezpečné?

Pint je presvedčený, že z jeho zariadenia neuvidíme žiadnu technicky spustenú obetu.

„Jeden z odborných recenzentov pre náš dokument nastolil otázku bezpečnosti,“ povedal Pint . 'To tu nie je problém. Batérie sa zvyčajne vznietia, keď sú kladné a záporné elektródy skratované, čo zapáli elektrolyt.“

„Keďže náš harvestor má dve identické elektródy, jeho skrat nespraví nič iné, len zabráni zariadeniu v zbere energie. Je pravda, že náš prototyp sa vznieti, ak ho vložíte pod horák, ale aj túto obavu môžeme eliminovať použitím elektrolytu v tuhom stave.“

Momentálne sú zariadenia obmedzené napätím vytváraným pohybmi – pohybuje sa len v milivoltovom rozsahu. Toto je však ďalšie na programe výskumného tímu a Pint verí, že existujú potenciálne aplikácie pre ich zariadenie mimo energetických systémov.

„Keď je naše zariadenie začlenené do oblečenia, dokáže previesť ľudský pohyb na elektrický signál s vysokou citlivosťou, ktorý by mohol poskytnúť historický záznam našich pohybov. Alebo oblečenie, ktoré sleduje naše pohyby v troch rozmeroch, môže byť integrované s technológiou virtuálnej reality. Je mnoho smerov, ktorými by sa to mohlo uberať.“

V konečnom dôsledku by nás zariadenia ako toto mohli oslobodiť z otroctva behania od zásuvky k zásuvke, aby sme si nabili svoju osobnú elektroniku.

Pozrite si video tohto zariadenia v akcii:

Výsledky boli hlásené v r ACS Energy Letters .

O Nás

Publikácia Nezávislých, Osvedčených Skutočností O Správach O Zdraví, Priestore, Prírode, Technológii A Životnom Prostredí.