29.08.2011

Ученые нашли способ получения энергии от ходьбы

Электропроводящая жидкость помогла американским ученым создать прибор, который мог бы подзаряжать практически любые персональные устройства на ходу.

Проведенные несколько лет назад исследования показали, что при каждом соприкосновении стопы человека с землей генерируется порядка 20 ватт. Между тем большинству мобильных устройств для стабильной работы достаточно от 1 до 15 ватт.

Инженеры вот уже несколько лет пробуют перенаправить пропадающие энергетические мощности в полезное русло. Но до сих пор никому не удавалось получить сколько-нибудь значимый выход. Пьезоэлектрические материалы, генерирующие ток при изменении формы, отдают лишь сотни милливаттов, а этого недостаточно для подзарядки батарей.

Том Крупенкин и Эшли Тэйлор из университета Висконсина в Мэдисоне пошли другим путем. Они воспользовались технологией электросмачивания (electrowetting) и максимально сблизили электроды, чтобы повысить мощность гипотетического персонального зарядного устройства, встраиваемого в обувь, до 10 ватт. Электросмачиванием физики называют процесс, когда капля электропроводящего вещества, помещенная на электрод, начинает деформироваться под действием заряда (смачивать поверхность). В некоторых случаях электроды покрывают диэлектрическим материалом, который не проводит ток, но поляризуется во внешнем электрическом поле.

Том и его коллеги надумали повернуть процесс вспять: заставить деформированную каплю, зажатую меж двух пластин, покрытых диэлектриком, генерировать заряд и, как следствие, электрическую энергию. «Мы решили сделать из мотора электрогенератор», — сравнивает ученый.

Чтобы проверить, насколько такой подход имеет право на жизнь, инженеры поместили вдоль каналов шириной несколько миллиметров электроды, покрытые тонким слоем диэлектрического оксида тантала. Капли из ртути и галинстана послужили генератором электрического заряда, который при помощи резистора был конвертирован в переменный ток.

Выход полученной энергии возрастал пропорционально количеству капель. На данный момент американские физики не могут похвастаться серьезными успехами: 150 капель дали всего лишь несколько милливатт.

Но экстраполяция показала, что тысяча капель (которые могут разместиться на площади 40 квадратных сантиметров) сможет генерировать мощность 10 ватт. Этого уже достаточно для подпитки мобильника, военного радиоприемника или GPS-навигатора и даже небольшого ноутбука. Нужно будет лишь потоптаться на месте, и проблема севшей батареи отпадет сама собой.

Крупенкин запатентовал свое изобретение и создал компанию InStep NanoPower для коммерциализации будущей разработки. Возможными покупателями готового продукта он называет жителей развивающихся стран, которые не имеют постоянного доступа к общей энергосети.

Источники:

1. rosbalt.ru