Batérie nie sú súčasťou balenia: Aký malý zber energie bude poháňať budúcnosť

indikátory energetickej ikony technológie batérieCtihodné krištáľové rádio existuje už od začiatku 20. storočia, ale z jedného veľmi jedinečného dôvodu ich ľudia stavajú a používajú dodnes. Nie je nijako zvlášť hlasný, nezachytí vzdialené stanice a jeho estetika určite neurobí dojem na vašich kamošov. Tento zázrak starej školy však ponúka jedinú výhodu, ktorú iné rádio nemôže: Funguje bez tradičných zdrojov energie. Máte pravdu - žiadna šnúra, žiadne batérie, žiadne kolieska pre škrečky.

Ako je to možné? Pretože krištáľové rádiá zachytávajú všetku potrebnú energiu z rádiových vĺn samy.

Celkom v pohode, však?

Rádiové vlny, vidíte, energie. Funguje to takto: Rozhlasové stanice prevádzajú zvuk na rádiové vlny, ktoré sa potom z vysielača šíria nemenej rýchlosťou svetla. Tieto vlny sú v podstate elektromagnetické polia - formy elektrickej energie, ktoré sa príliš nepodobajú energii, ktorá prúdi do vašich zásuviek so striedavým prúdom, iba sú rozprašované všetkými smermi. Čiastočné množstvo, ktoré sa skutočne dostane do vášho domova, nie je vôbec veľmi silné.

Bez ďalších zdrojov energie musí krištáľové rádio „zbierať“ čo najviac blížiaceho sa elektromagnetického poľa. Robí to pomocou pomerne veľkej antény (zvyčajne dlhého medeného drôtu), „cievky“ naladenej na frekvenciu (počet vĺn za sekundu) požadovanej stanice, „detektora“ na extrakciu zvukového signálu a slúchadlo na premenu zvukového signálu späť na zvukové vlny.

Aj keď samotné krištáľové rádio pred časom vypadlo z módy, časť rovnice „zberajúca energiu“ - pri ktorej sa energia pohlcuje doslova i do písmena zo vzduchu - je teraz uprostred pozoruhodnej renesancie. Od využitia frenetickej energie tanečného klubu po využitie tepla vydávaného ľudským telom, inžinieri hľadajú vo svete okolo nás nevyužité zdroje energie. A dosahovanie výsledkov. Tu sú dôvody, prečo zásuvky a batérie už nie sú dosť dobré a čo s tým vedci robia.

Všetko je to o našom túžbe po moci. Naše dni začíname prevádzkovať rôzne zariadenia okolo našich domovov - budíky, hriankovače, kanvice na kávu. Potom naskočíme do nášho auta, ktoré samo o sebe má neutíchajúcu túžbu po ešte väčšej energii. Alebo sa možno popri tom chytíme autobusu a pohrávame sa s notebookom alebo tabletom, smartfónom alebo hudobným prehrávačom alebo vreckovým herným systémom. Celý náš deň sa nakoniec bude hrať tak, ako začal - v závislosti od rôznych foriem elektriny, aby sme mohli robiť to, čo musíme.

  • Preťaženie spotrebou

  • Zber rádiových vĺn

  • Zber piezoelektrickej energie

  • Zber termoelektrickej energie

  • Zbierka energie ľudského pohybu

  • Späť z budúcnosti

Preťaženie spotrebou

Na tomto obrázku nie je všetko v poriadku. Pre jedného, ​​či už neustále nakupujeme nové batérie, nabíjame akumulátory alebo iba prevádzkujeme zariadenia na striedavý prúd, je napájanie drahý zdroj vyčerpávajúci peňaženku, ktorý, zdá sa, nikdy neprestaneme konzumovať.

ikona vybitej batérie energia energetické pomôcky výdrž batérieOkrem peňažných nákladov na to, že zostanete odšťavení, existujú aj náklady pre planétu. Podľa Agentúry na ochranu životného prostredia (EPA) Američania ročne nakupujú takmer tri miliardy suchých batérií na prevádzku rádií, hračiek, mobilných telefónov, hodiniek, mobilných počítačov a prenosného elektrického náradia. A dokonca aj v dnešnej trochu osvietenej spoločnosti je veľká väčšina z nich nakoniec vyhodená na skládky. Tu sa budú rozkladať v priebehu desaťročí a do okolitej pôdy a podzemných vôd pijú najrôznejšie žieravé látky. A to je len vrchol ľadovca - od vodných priehrad po jadrové elektrárne a naftové generátory, naša túžba po wattoch kladie planéte.

„Pretože veľa z našej osobnej prenosnej elektroniky, ktorú teraz používame, nevyžaduje na začiatku veľa elektriny, všade sa objavujú príležitosti na zber predtým zanedbateľného množstva energie.“

To je miesto, kde zber energie môže ušetriť deň. Veterné turbíny a solárna energia okamžite prichádzajú na myseľ ako príklady spôsobov, ako využiť prostredie okolo nás kvôli čistej energii, obe sú však obmedzené dostupnosťou zdroja energie, ktorý vyťažia. Ak nefúka vietor alebo nesvieti slnko, nemôžete nabrať takmer toľko energie.

Napriek tomu je tu úplne iná úroveň získavania energie v menšom rozsahu. Pretože veľa osobnej prenosnej elektroniky, ktorú teraz používame, nevyžaduje na začiatku veľa elektriny, všade sa objavujú príležitosti na zber predtým zanedbateľného množstva energie.

Môžu to znamenať telefóny, hudobné prehrávače a notebooky, ktoré už nikdy nebudete musieť nabíjať.

Popruh na anténach: Zber rádiových vĺn

Jeden z najvýznamnejších prístupov k získavaniu elektriny zo vzduchu zjavne prikyvuje ctihodnému kryštálovému rádiu. Nie je prekvapením, že získava energiu z rádiových vĺn.

V Centre pre bezdrôtový výskum University of Bedfordshire v Lutone vo Veľkej Británii trio bystrých ľudí pracovalo na riešení zberu rádiových vĺn, o ktorom si myslia, že jedného dňa nielen zníži závislosť spotrebiteľov od batérií a striedavého prúdu, ale tiež zníži vplyv na naše životné prostredie.U Bedfordshire David Jazani Ben Allen a Tahmina Ajmal vynálezy energetickej energie batériíHovorili sme s Benom Allenom, ktorý vedie tím, aby sme zistili viac. Allen a jeho spolupracovníci si získali medzinárodnú pozornosť už vo februári, keď oznámili, že vyvinuli túto technológiu, a podali patentovú prihlášku na zber rádiových vĺn. Niektoré hádky naznačili, že išlo o svetovú novinku, hoci Allenova skupina je iba jednou z mnohých na celom svete, ktorá sa zameriava na rovnaké perspektívy. Uvedený srbsko-americký vedec a certifikovaný mozog Nikola Tesla v skutočnosti ukázal fenomén bezdrôtového prenosu energie pred viac ako sto rokmi. Allen a jeho tím napriek tomu posunuli túto technológiu k bodu, ktorý už má niekoľko ďalších. Podľa Allena sa tímovo navrhované riešenie zameriava na frekvenčné pásmo „, ktoré sa pohybuje okolo 1 MHz a niekedy sa mu hovorí„ pásmo AM “. Nemusia to byť práve tieto signály, z ktorých získavame energiu, ale sústredili sme sa na stredné vlny, pretože sme presvedčení, že majú výhody v porovnaní s vysokofrekvenčnými vlnami. “u Bedfordhire widget a hodiny rádiové vlny zber energie batérieSrdcom konceptu je anténa - anténa, ktorú Allen prirovnáva k veternému mlynu. „(Rádiová) vlna indukuje prúd do antény, ktorú konvertujeme na DC a aplikujeme na zariadenie vyžadujúce energiu. Čím je anténa väčšia, tým viac energie je k dispozícii. Anténa je ako veterný mlyn - čím je veterný mlyn väčší, tým viac energie je k dispozícii. “

Allen sa tiež môže rýchlo pochváliť tým, že túto technológiu je možné dovybaviť existujúcimi zariadeniami a je porovnateľne kompaktná. Pokiaľ ide o obavy, že rozsiahly zber rádiových vĺn môže nakoniec vysať toľko energie, že už nič nezostane, Allen opäť hrá kartu veterného mlyna. „Používame antény, ktoré sú veľmi malé a majú zanedbateľný vplyv na signály - podobne ako vplyv detského veterného mlyna na vietor. Keby sme mali veľmi veľké zariadenie, bolo by ťažké za ním prijať signál, rovnako ako nedostatok vetra za veľkým veterným generátorom. “Zjavnou výhodou je stálosť získaného zdroja. Ako vysvetľuje Allen, zber rádiových vĺn nezávisí od slnečného žiarenia alebo vetra. Nespolieha sa ani na tepelný rozdiel (koncepcia získavania termoelektrickej energie, o ktorej sa pojednáva ďalej v tomto článku). Rádiové vlny sú vždy viac v metropolitných oblastiach. Allen navyše hovorí: „V zásade funguje dobre na vidieku a rádiové vlny by mali mať relatívne dobrý prienik do budov v porovnaní s budovami s vyššími frekvenciami.“

„(Rádiová) vlna indukuje prúd do antény, ktorú konvertujeme na DC a aplikujeme na zariadenie vyžadujúce energiu. Čím je anténa väčšia, tým viac energie je k dispozícii. Anténa je ako veterný mlyn - čím je veterný mlyn väčší, tým viac energie je k dispozícii. “

Rádiové vlny nebalia tonu zberateľnej šťavy, takže Allen a jeho tím sa momentálne zameriavajú na zariadenia s veľmi nízkou spotrebou energie - produkty, ako sú napríklad bezdrôtové sieťové uzly senzorov, ktoré iba príležitostne vykonávajú akcie náročné na energiu a inak zostávajú v režime čakania. Medzi budúcich kandidátov patria diaľkové ovládače a hodiny.

"Niektoré aplikácie budú vyžadovať nabíjateľné batérie, ktoré pomôžu pri dodávke energie, ale (aj tie budú) nabíjané zo zozbieranej energie," hovorí Allen. "To by obmedzilo životnosť každého zariadenia a nakoniec by sa batéria znehodnotila a bude treba ju vymeniť." Môže to byť po niekoľkých rokoch, ale líši sa to podľa technológie batérie, teploty a nabíjacieho cyklu. “

Stále však nemusia byť súčasťou obrázka prúdy s vysokou spotrebou, ako sú tablety a baterky. A ak sú - a my sa tu pozeráme cestou dole - zber rádiové vlny takmer určite nebude jediným zdrojom energie. Predstavte si nabíjateľnú batériu, ktorá závisí od „bežného“ nabíjania, ale potenciálne ju doplníte zlúčením alternatív získavania energie, a začnete získavať predstavu o tom, čo by mohla budúcnosť obsahovať.

Dobré vibrácie: Získanie piezoelektrickej energie

Medzitým v tanečných kluboch po celom svete patróni radostne odbíjajú celú noc. Zdá sa, že na tomto svete vždy bude miesto pre tých, ktorí majú fixáciu pre gyráciu. Ale odbočujeme. Jedná sa o to, že niektoré z týchto klubov sa líšia od ostatných. Zdá sa, že je tu nejaký pohyb, ktorý by „zazelenal“ naše tanečné sály. A od opätovne použitej vody po strešné turbíny tento pohyb každým dňom silnie.

V skutočnosti siaha až po zem. Tanečný parket, to je.

Uvidíte, že sa vytvára obrovské množstvo energie, keď desiatky alebo stovky ľudí opakovane odskočia do rytmu. Doteraz sa táto energia rozptýlila do podlahy a všetkého, čo ležalo pod ňou. Ale čo keby ste to nejako dokázali využiť?

S „piezoelektrinou“ môžete. Zdá sa, že na tomto svete existujú určité materiály na báze krištáľu a keramiky, ktoré vytvárajú pod tlakom príkon. Ak tieto materiály umiestnite na miesto, kde budú neustále búšiť - povedzme na parkete tanečného klubu - máte spôsob, ako do toho búchania preniknúť a vyrobiť použiteľnú elektrinu. Spoločnosti ako Rotterdamský klub udržateľného tanca to už vlastne robia, pretože inštalujú osvetlené tanečné parkety, ktoré sú v skutočnosti samočinné.

Piezoelektrický tlak sa neobmedzuje iba na tanečné kluby. V Tokiu je železničná stanica, ktorá využíva tento efekt na napájanie zobrazovacích tabúľ a brán na lístky a v Paríži chodník, ktorý šťavňuje pouličné osvetlenie.

Na Cornell Nanoscale Science and Technology v Ithace v New Yorku prebiehajú plány na uvedenie všetkých týchto groovy piezoelektrických látok do sveta spotrebiteľov, aj keď s trochu odlišným prístupom. Názov oblečenia je MicroGen Systems, Inc. a zúčastnené osoby sú v ňom zdanlivo na dlhé trate. Generálny riaditeľ Mike Perrotta nám hovorí, že spoločnosť bola založená v roku 2007 a založená v roku 2010 po podpísaní „významnej investičnej zmluvy“. Perrotta odhaduje, že zatiaľ sú ľudské hodiny v rozmedzí 20 000.prvá generácia zariadenia microgen na batériu napájanie energiou piezoelektrická generáciaSrdcom snahy je vlastná technológia piezoelektrickej vibračnej energie (PZEH) od spoločnosti MicroGen. Podľa MicroGen koncept predĺži životnosť nabíjateľných batérií alebo úplne vylúči potrebu batérií. Skorá permutácia je „BOLT060 MicroPower Generator“, maličká drobnosť, ktorá vyzerá ako procesor počítača. Funguje čisto pomocou aplikovaných vibrácií a teoreticky by mal fungovať 20 alebo viac rokov.

Prečo technológia miniatúrneho zberu založená na vibráciách?

„Vibrácie sú všade a nezávisia od teplotného rozdielu, svetla, rádiofrekvencie alebo iných typov zdrojov,“ hovorí Perrotta. „Všetko, čo je zapojené, vibruje a veľa vecí má prirodzenú harmonickú, aj keď nie je zapojené do elektrickej siete. Mali sme dokonca rozhovory o umiestnení týchto zariadení do kravského žalúdka so snímačom teploty a bezdrôtovým rádiom, aby sme mohli monitorovať zdravie a podmienky hospodárskych zvierat. Zatiaľ som nevidel nič zapojené do dobytka. “

Okrem hovädzieho dobytka Perrotta predpokladá piezoelektrickú technológiu MicroGen v širokej škále aplikácií s nízkym ťahom. "Predstavte si nás ako mikroelektráreň, teda názov MicroGen." Baterky a podobne budú na nabitie vyžadovať príliš veľa energie (pre našu technológiu). V mobile však môžete mať aplikáciu na baterky, ktorá funguje celkom dobre. “

„Naším cieľom v spotrebiteľskom priestore je„ udržiavacie nabíjanie “mobilného zariadenia, aby sa batérie nevybíjali tak rýchlo po poslednom nabití doplnkom.“

„Sušičky bielizne sú ďalším príkladom, keď súčasná technológia snímačov meria iba priemernú vlhkosť celého prádla, a vyžaduje tak viac energie. Senzor je teraz možné premiestniť tak, že ho napája naše zariadenie, a preto presnejšie indikuje vlhkosť oblečenia a presnejšie zastavuje sušičku. Ušetrí to značnú spotrebu energie. Systémy monitorovania tlaku v pneumatikách, ktoré sú teraz k dispozícii vo všetkých vozidlách na trhoch USA, Kanady a Európy, môžu byť bez batérie. Ak nie, naše systémy vydržia životnosť automobilu, a tým sa zníži počet batérií na skládke. Mnoho ďalších príkladov, najmä v priemyselnej a komerčnej sfére, je zameraných na zníženie spotreby energie, zvýšenie bezpečnosti a tiež ochrany. “

Perrotta tvrdí, že táto technológia je v súčasnosti schopná dodať pomerne miernych 200 mikrowattov, aj keď v krátkodobom horizonte očakáva, že sa tento údaj zdvojnásobí a možno až strojnásobí. Pomôcť by mohla aj zvyšujúca sa efektivita mobilných zariadení. „Určite sme zaznamenali veľkú mieru zníženia potreby energie týchto zariadení, a to v rozmedzí 50 až 80 percent, dokonca aj za posledných pár rokov,“ hovorí Perotta. "Očakávame, že to bude pokračovať a náš výkon na štvorcový milimeter sa zvýši." Naším cieľom v spotrebiteľskom priestore je „udržiavacie nabíjanie“ mobilného zariadenia, aby sa batérie nevybíjali tak rýchlo po poslednom nabití doplnkom. “

V blízkej budúcnosti budú zariadenia MicroGen spojené buď s polovodičovou batériou, alebo so super kondenzátorom. Podľa neho však konečným cieľom je „byť bez batérie. Väčšina z toho však bude závisieť od trendov okolo senzorov a potrieb bezdrôtového rádiového napájania. “

Či riešenie spoločnosti MicroGen tieto ciele splní, sa ešte len ukáže, aj keď len samotný potenciál stačil na to, aby prinútil Newyorský úrad pre energetický výskum a vývoj, aby spoločnosti len pred mesiacom udelil grant vo výške 1,2 milióna dolárov.

Konzervované teplo: zber termoelektrickej energie

Ak sa zdá, že využitie energie z rádiových vĺn a vibrácií je možno priťahované - urobili to Jetsons niekedy? - vyskúšajte túto predstavu pre veľkosť: Napájanie z telesné teplo.

Napriek tomu na tom práve pracujú v Centre pre nanotechnológie a molekulárne materiály Wake Forest University. Táto technológia sa nazýva „termoelektrická“ a prístup Wake Forest k termoelektrike sa označuje ako „Power Felt“. Zdá sa, že iba dotykom na túto tajomnú látku sa telesné teplo premieňa na elektrický prúd.

Ďalej nám povedia mesiac nie zo syra.

Takže, čo to vlastne je Power Felt? Pre začiatočníkov naozaj vyzerá ako látka. Futuristická látka, to určite, ale látka napriek tomu. Je vyrobená z uhlíkových nanorúrok uzavretých vo flexibilných plastových vláknach a môže byť zdanlivo „zabalená“ okolo všetkého. Ľudia vo Wake Forest to nazývajú „nositeľná sila“. A potom skočia do svojich kozmických lodí a odletia do svojej domovskej galaxie.

Vynálezca technológie Power Felt, David Carroll, zber termoelektrickej energieNecháme doktora Davida Carrolla, profesora fyziky vo Wake Forest a vynálezcu Power Felt, podrobne popísať zložitosti.

„Naše materiály fungujú tak, ako funguje ktorýkoľvek termoelektrický modul. Predstavte si, že držíte v ruke kovovú tyč. Pevne ho uchopíte za jeden koniec tyče, zatiaľ čo druhý koniec je voľný. Teraz sa elektróny, ktoré tvoria kov, môžu voľne pohybovať a vaša ruka ich zohrieva. Takže pod vašou rukou sa elektróny pohybujú rýchlejšie ako elektróny na druhom konci tyče. To znamená, že tieto elektróny sa rýchlo rozšíria a vzdialia sa od zdroja tepla. Po prechode na studený koniec zanechávajú za sebou deficit elektrónov v horúcom konci. V studenom konci vytvárajú prebytok elektrónov. Toto ustanovuje napätie, ktoré sa nazýva termoelektrické napätie, a pokiaľ existuje rozdiel v teplote, existuje toto napätie. “

Predstavte si nabíjateľnú batériu, ktorá závisí od „bežného“ nabíjania, ale potenciálne ju doplníte zlúčením alternatív získavania energie, a začnete získavať predstavu o tom, čo by mohla budúcnosť obsahovať. Problémom je, že sa druhý koniec nakoniec zahreje kvôli tepelná vodivosť kovu. Použitím množstva nanovlákien v plastovej matrici môžu namiesto kovovej tyče elektróny stále pohybovať nadol po kovových dráhach vlákien, ale teplo je blokované, pretože nie je transportované cez spojenia z vlákna na vlákno. Takto sme vyrábali svoje látky. Naše „kovové“ vlákna sú uhlíkové nanorúrky. A vo vnútri tkanín sú vrstvy po vrstvách elektronických nanovlákien, čo umožňuje voľný tok elektrónov a otvorov. “

„Predstavte si,“ hovorí Carroll, „že skracuje dobu nabíjania vášho hybridného automobilu, pretože spätné získavanie tepla pochádza z chladiaceho motora alebo od cestujúcich vo vnútri.“

Carroll vyzdvihuje prednosti svojho vynálezu, ale je rovnako realistický. Hovorí, že to nevymení batérie. Zatiaľ nie. Rovnako to nebude fungovať, pokiaľ nebudú existovať „veľké oblasti teplotného gradientu“. Ľudské telo je uskutočniteľné miesto. Rovnako tak aj kapota auta alebo sedadlá v lietadle.

„Z hľadiska trhu to zatraktívni použitie lacnejších batérií. Všeobecne platí, že pri vkladaní na trh sa nechcete príliš rýchlo meniť, takže bude spojená s existujúcimi technológiami batérií. Vaše mobilné telefóny vydržia na jedno nabitie dlhšie. Lietadlo pre cestujúcich môže byť schopné používať menšie vnútorné generátory, čo šetrí váhu a peniaze. “

študent Grady Corey Hewitt so získaním energie z termoelektrickej energieAj keď Power Felt nikdy nebude pracovať s elektrickým autom alebo s energeticky náročnými spotrebičmi, ako sú chladničky (Carroll nám hovorí, že centimeter štvorcový produkuje „nanowatty na desatiny mikrowattu, v závislosti na hrúbke“), bude zjavne schopný rozšíriť súčasné energetické štruktúry v takýchto aplikáciách. „Predstavte si,“ hovorí Carroll, „že skracuje dobu nabíjania vášho hybridného automobilu, pretože spätné získavanie tepla pochádza z chladiaceho motora alebo od cestujúcich vo vnútri.“

Carroll sa tiež zameriava na výstavbu domu a tvrdí, že spoločnosť Power Felt by si mohla myslieť, že nahradí obaľovanie domov Tyvek, aby „vytvorila toľko energie ako lacné solárne pole“.

Carroll robí pre Power Felt prípad aj v mobilnom svete, pričom navrhuje, aby jeho vzorka mohla byť zahrnutá do krytia batérií v mieste výroby. Iba vložením uvedených batérií do „niečoho teplého“ by sa čiastočne nabili. Ale opäť, zatiaľ, tak či tak, ide o skôr rozšírenie ako nahradenie pravidelného nabíjania batérie. Carroll sa pýta: „Boli ste niekedy na letisku a došlo vám vybitie telefónu? Nebolo by pekné uskutočniť posledný hovor, aby vás niekto vyzdvihol? Sila z vášho tela by to dokázala. “

Bežiaci muž: Zbierka energie ľudského pohybu

Doteraz sme videli trio konceptov, ktoré sú zjavne pripravené pomôcť znížiť našu závislosť na tradičných zdrojoch energie, ale vo všeobecnosti nemajú oomph na úplné nahradenie týchto zdrojov. Tento trend pokračuje v našom štvrtom a poslednom vstupe, biomechanickom zbere energie „ľudským pohybom“. Máte pravdu, táto technológia využíva energiu iba z pohybu. Chcete nabiť svoj Android? Lepšie začnite to pivo striedať o niečo rýchlejšie.

Ak žartujeme stranou, ukazuje sa, že biomechanický zber energie nie je celkom nový nápad, ako sa na začiatku môže zdať. Pamätáte si na tie starodávne svetlomety na bicykle, ktoré by čerpali energiu z generátora, ktorý by sa dostal do rotácie vašich pneumatík? Bol to úplne slušný - ak nie absurdne únavný - príklad rovnakého procesu.

Ale na dolnej južnej pologuli majú túto tému trochu odlišne. Tu, v laboratóriu biometrie v Aucklandskom inštitúte bioinžinierstva, sa ľudia venujúci sa ľudu schúlia v tme (a tiež v jase - to nie je čarodejnícka dohoda), aby navrhli lepší spôsob. Myslia si, že to našli.

"Trik, a tu prichádza na rad naša skupina, spočíva v ovládaní týchto generátorov na výrobu užitočnej energie pomocou obvodov, ktoré sú dostatočne malé a ľahké na prenosné aplikácie."

Ich nápad, aspoň spočiatku, úplne odstráni prvok bicykla a žiada, aby ste namiesto toho išli (alebo behali). Ben O’Brien zo spoločnosti SoftGen, spoločnosti, ktorá v súčasnosti vychádza z koncepcie, poskytuje viac informácií.

„V prípade prenosných elektronických zariadení chceme zachytiť inak zbytočne stratenú energiu, aby používateľ nepocítil ďalšiu záťaž. Napríklad keď ideme okolo, stlačí sa nám podrážka topánok. Táto kompresia vyžaduje energiu, energiu, ktorá sa stráca ako teplo. Ak namiesto toho nahradíme časť podrážky mäkkým generátorom, môžeme túto energiu zachytiť a premeniť na elektrinu. “

Rovnako ako všetky technológie, ktoré sme predviedli, základná myšlienka SoftGen je tu s nami už nejaký čas. V prípade „generátorov nárazu do päty“ sa časový rámec tiahne desaťročia dozadu. SoftGen však pridal novú vrásku v podobe „generátorov umelých svalov“. Spoločnosť O’Brien a spoločnosť, ktorá bola vyvinutá v Kalifornii na prelome tisícročí, je podľa O’Briena a spoločnosti iskrou, ktorá prenesie generátory päty do budúcnosti.

softgen demo generátor elektrickej energie generátor elektrickej energie Umelý generátor svalov. Užívateľ zatlačí na tyč, ktorá priamo deformuje sval vo vnútri boxu a vyrába elektrinu.

„Základnou myšlienkou,“ vysvetľuje O’Brien, je použitie elektrického náboja na deformovanú elastomérnu membránu. Keď je deformácia uvoľnená, náboj sa zvýši na vyšší energetický stav. Cyklovaním deformácie a riadením, keď zapnete a vypnete nabíjanie, môžete generovať energiu s približne 10-násobnou hustotou energie oproti konkurenčným technológiám. To všetko s niečím takým jednoduchým ako kúsok gumy. “ "Trik, a tu prichádza na rad naša skupina, spočíva v ovládaní týchto generátorov na výrobu užitočnej energie pomocou obvodov, ktoré sú dostatočne malé a ľahké na prenosné aplikácie."

O’Brien bagatelizuje koncept budúcnosti úplne bez batérií a hovorí, že energiu je potrebné „vyhladiť“ a uskladniť na obdobie menšej aktivity. Pokiaľ ide o „jednoduché“ počiatočné ciele pre značku získavania energie SoftGen, O'Brien hovorí, že generátory úderov do päty „môžu napájať jasné svetlá pre bezpečnosť v noci, elektroniku zabudovanú do topánky (a produktová rada Nike +) a lekárske monitorovanie pre pediatrov „” A dodáva, že „našou konkrétnou oblasťou sú aplikácie s nízkym výkonom. Pracujeme na tom, aby sme technológiu čoskoro dostali do skutočného spotrebného produktu. “

Zdá sa, že pri dopade nohy na zem nie je núdza o prístupnú energiu. V Energetika behu a bežeckej obuvi, Martyn R. Shorten tvrdí, že na každý bežiaci krok môže byť až 10 joulov (1 joule = práca potrebná na vyprodukovanie jedného wattu energie za sekundu). To je samozrejme hudba pre uši ľudí, ako je O’Brien. "Teoreticky, ak by ste toto všetko dokázali, mohli by ste inteligentný telefón úplne nabiť z jedinej topánky za pol hodiny." A vaše topánky by sa necítili inak ako teraz. “

O’Brien víta technológie na získavanie alternatívnej energie a uvedomuje si, že to, čo sa môže v určitých situáciách alebo s určitými ľuďmi skvele hodiť, nebude všeliekom pre každého. "Skvelé na ľudskej pohybovej sile je, že je vždy k dispozícii tam, kde sme." To nemusí byť veľký problém, keď idete domov na konci dňa a máte ľahký prístup k zásuvke v stene, ale s pribúdajúcim počtom elektronických zariadení, ktoré prenášame, je nabíjanie všetkých nepríjemné. Teraz zvážte, či nie ste vždy vedľa zásuvky, či cestujete v krajine s rôznymi zástrčkami, alebo ste odišli z rozvodnej siete - trampovanie alebo turistika - alebo kvôli zlej infraštruktúre alebo po katastrofe. . Vo všetkých týchto prípadoch sa sila ľudského pohybu stáva veľmi atraktívnym konceptom. “

[Obrazový kredit: Aucklandský biotechnický inštitút]

Späť z budúcnosti

Oveľa skôr v tomto článku sme diskutovali o mediálnom náboji okolo modelu zberu rádiových vĺn U Bedfordshire. Od tej doby sme sa dozvedeli, že Ben Allen a jeho tím sú iba jedným z mnohých takýchto tímov na celom svete, ktoré pracujú na rôznych malých technológiách získavania okolitej energie.

"Keď potrebujete watty a zberové zariadenie generuje obyčajné nanowatty alebo mikrowatty, zjavne existuje veľká medzera."

Väčšina z týchto konceptov je však ešte stále ďaleko od úplného hlavného vysielacieho času. Skutočne neexistuje nedostatok ľudí, ktorí tvrdia, že určité prístupy k získavaniu mikroenergie nebudú nikdy skutočne životaschopným riešením. Mosey ďalej na miesta, ako je napríklad Fyzikálne fórum, kde nájdete aj zástup hypervedeckých typov pontifikujúcich na túto tému - mnohé s menej priaznivými závermi.

Primárnym problémom je, ako sme sa už skôr zmienili, skôr slabý zdrojový materiál. Ak potrebujete watty a zberové zariadenie generuje iba nanowatty alebo mikrowatty, zjavne existuje veľká medzera. Túto medzeru možno niektoré prekonať ďalším technologickým (zberovým) pokrokom, spárovaním viacerých technológií dohromady alebo udržaním vyhradeného zariadenia na uchovávanie energie (batérie) určitého opisu natrvalo v rovnici. Všetky tieto riešenia však zvyšujú objem, zložitosť, náklady a čas potrebný na výskum a vývoj.

Navyše predstava, že niektorá z technológií alebo kombinácia technológií, ktoré sme uviedli, úplne nahradí tradičné napájanie zariadení s vysokým odberom (baterky, tablety, smartphony atď.), Je v najlepšom prípade fantastická.

Medzitým sa naďalej vyvíjajú ďalšie už zakorenené technológie - najlepším príkladom je solárna energia. Veľkoplošné solárne aplikácie sú dnes už samozrejmosťou, ale solárna energia malého rozsahu je už tu - a zdá sa, že je v poriadku. Stačí preskúmať obrovský počet solárnych rádií a bateriek a dokonca aj nabíjačiek batérií, ktoré sú momentálne na trhu, a zistiť, koľko spoločností už do hry skočilo.

Ale vo svete, ktorý prežúva silu ako pes v šťavnatom steaku, bude zjavne stúpať potreba „alternatívnej“ sily, ktorá sa nespolieha na slnko (alebo vietor) - aj keď sú tieto riešenia posilňujúce tradičných zdrojov alebo navzájom. Ak vezmeme do úvahy, že každá z týchto technológií je zjavne vhodná na také široké spektrum aplikácií - a keď sa vezme ako skupina, ktorá pokrýva prakticky všetky základne -, vidíme jasnú dlhodobú budúcnosť pre tých, ktorí dokážu najlepšie prispôsobiť svoje nápady v celom spektre. .

Posledné príspevky

$config[zx-auto] not found$config[zx-overlay] not found