Исследователи из Китайской академии наук разработали новый тип переносного электрического генератора, который собирает энергию ветра, когда вы идете. Команда говорит, что он недорогой и достаточно эффективный для питания небольших датчиков и светодиодов.
Хотя он работает с ветром, это не совсем турбина. Вместо этого этот генератор собирает энергию с помощью механизма, аналогичного тому, который производит статическое электричество, а именно трибоэлектрического эффекта. Это явление возникает, когда материал становится электрически заряженным после отделения от другого материала.
В данном случае активный компонент - две полоски пластика в трубке. Когда воздух проходит через трубку, полоски развеиваются, трепыхаются и хлопают друг с другом, улавливая и накапливая энергию. Команда утверждает, что этот наногенератор работает даже при слабом ветре, равном 5,8 км/ч, и тесты показали, что он может работать, будучи прикрепленным к руке человека во время ходьбы. Тем не менее, он лучше всего работает при скорости ветра от 14,3 до 28,8 км/ч, поэтому, возможно, он лучше подходит для использования на велосипеде.
Команда утверждает, что эффективность преобразования энергии ветра в потрябляемую нами энергию составляет 3,23 процента. Это выше, чем у других устройств, поглощающих энергию ветра, но намного меньше, чем у более специализированных ветроэнергетических комбайнов. Например, хотя это и не сравнение яблок с яблоками, КПД обычной старой ветряной турбины составляет около 50 процентов.
Таким образом, новый наногенератор лучше подходит для небольших устройств. Оптимизированная версия может выдавать напряжение 175 В, ток 43 мкА и мощность 2,5 мВт, чего достаточно для питания небольших датчиков температуры или массива из 100 светодиодов.
Этот новый дизайн может однажды послужить основой для новых типов носимых наногенераторов для питания небольших электронных устройств. Другие концепции включают ткани, которые могут собирать энергию от трения, так и другие, которые используют как солнечный свет, так и движение, и еще металлические накладки, которые могут собирать энергию от сгибания пальцев. В конечном итоге команда планирует попытаться масштабировать технологию, чтобы производить еще больше энергии, возможно, даже в масштабе сети - хотя до этого этапа еще предстоит проделать еще много работы.
«Я надеюсь увеличить мощность устройства до 1000 Вт, чтобы оно могло конкурировать с традиционными ветряными турбинами», - говорит Я Янг (Ya Yang), старший автор исследования. «Мы можем разместить эти устройства в местах, недоступных для традиционных ветряных турбин. Мы можем разместить их в горах или на крышах зданий для обеспечения устойчивой энергетики».
Исследование было опубликовано в журнале Cell Reports Physical Science. Команда демонстрирует устройство на видео ниже.
Источник: New Atlas / Cell Press via Science Daily