Baterije nisu uključene: Kako će prikupljanje energije malih razmjera pokretati budućnost

Časni kristalni radio postoji od ranih 1900-ih, ali iz jednog vrlo jedinstvenog razloga, ljudi ga i danas izrađuju i koriste. Nije osobito glasan, neće uhvatiti udaljene postaje, a njegova estetika sigurno neće impresionirati vaše hrabre prijatelje. Međutim, ovo čudo stare škole nudi jednu prednost koju nijedan drugi radio ne može: radi bez tradicionalnih izvora napajanja. Tako je - bez kabela, bez baterija, bez kotača za hrčke.

Kako je ovo moguće? Budući da kristalni radijski uređaji grabe svu potrebnu snagu iz samih radijskih valova.

Prilično cool, zar ne?

Radio valovi, vidite, su energije. Radi ovako: radio postaje pretvaraju zvuk u radio valove koji zatim putuju, ništa manjom brzinom svjetlosti, u svim smjerovima od odašiljača. Ovi valovi su u biti elektromagnetska polja - oblici električne energije koji se ne razlikuju previše od struje koja teče u vaše AC utičnice, samo što se raspršuju u svim smjerovima. Djelomična količina koja zapravo stigne do vašeg doma uopće nije jako učinkovita.

Bez drugih izvora energije, kristalni radio mora "pokupiti" što je više moguće elektromagnetskog polja koje se približava. To čini s prilično velikom antenom (obično dugačak dio bakrene žice), "zavojnicom" koja je podešena na frekvenciju (broj valova u sekundi) željene postaje, "detektor" za izdvajanje audio signala i slušalica za pretvaranje audio signala natrag u zvuk valovi.

Iako je sam kristalni radio prije nekog vremena izašao iz mode, dio jednadžbe za "berbu energije" - pri čemu se moć guta, doslovno i figurativno, iz ničega – sada je usred značajnog renesanse. Od iskorištavanja frenetične energije plesnog kluba do iskorištavanja topline koju ispušta ljudsko tijelo, inženjeri u svijetu oko nas traže neiskorištene izvore energije. I postizanje rezultata. Evo zašto utičnice i baterije više nisu dovoljno dobre i što znanstvenici rade po tom pitanju.

Sve je u našoj gladi za moći. Dane započinjemo upravljajući raznim uređajima u našim domovima – budilicama, tosterima, loncima za kavu. Zatim uskačemo u naš auto, koji i sam ima neutoljivu žeđ za još više energije. Ili možda zgrabimo autobus, usput se igrajući sa svojim prijenosnim računalom ili tabletom, pametnim telefonom ili sviračem glazbe ili ručnim sustavom za igranje. Naposljetku, cijeli naš dan odvija se kako je i počeo – ovisi o raznim oblicima električne energije da bismo učinili ono što trebamo učiniti.

Preopterećenje potrošnje

Postoji više od nekoliko stvari koje nisu u redu s ovom slikom. Kao prvo, bez obzira kupujemo li neprestano nove baterije, punimo punjive baterije ili samo radimo uređaja na izmjeničnu struju, struja je skup resurs koji crpi novčanik i koji, čini se, nikad ne prestajemo konzumiranje.

Osim novčane cijene održavanja soka, postoje i troškovi za planet. Prema Agenciji za zaštitu okoliša (EPA), Amerikanci kupuju gotovo tri milijarde suhih ćelija baterije godišnje za rad radija, igračaka, mobitela, satova, mobilnih računala i prijenosnih električnih alata. Čak iu današnjem donekle prosvijećenom društvu, velika većina njih na kraju se baci na odlagališta. Ovdje će se razgraditi tijekom desetljeća, ispuštajući sve vrste kaustičnih tvari u okolno tlo i podzemne vode. A to je samo vrh ledenog brijega - od brana hidroelektrana do nuklearnih elektrana i dizelskih generatora, naša žeđ za vatima udara po planetu.

To je mjesto gdje žetva energije može spasiti dan. Vjetroturbine i solarna energija odmah mi padaju na pamet kao primjeri načina da se iz okoliša oko nas iskoristi čista energija, ali obje su ograničene dostupnošću izvora energije koji prikupljaju. Ne možete zgrabiti ni približno toliko energije kada vjetar ne puše ili sunce ne sja.

Ipak, postoji sasvim druga razina prikupljanja energije u manjem opsegu. Jer za mnoge osobne, prijenosne elektronike koje sada koristimo nije potrebno mnogo električne energije Za početak, pojavljuju se prilike za žetvu prethodno zanemarivih količina energije svugdje, posvuda.

A to bi moglo značiti telefone, glazbene playere i prijenosna računala koja nikada više nećete morati puniti.

Pričvrstite antene: prikupljanje radio valova

Jedan od najistaknutijih pristupa izvlačenju elektriciteta iz zraka jasno daje prednost cijenjenom kristalnom radiju. On prikuplja energiju, što nije iznenađujuće, iz radiovalova.

U Centru za bežična istraživanja Sveučilišta Bedfordshire u Lutonu, Ujedinjeno Kraljevstvo, troje bistrih ljudi radilo je na skupljanju radiovalova rješenje za koje vjeruju da će jednog dana ne samo smanjiti ovisnost potrošača o baterijama i izmjeničnom napajanju, već će također smanjiti utjecaj na naš okoliš.Razgovarali smo s Benom Allenom, koji je na čelu tima, kako bismo saznali više. Allen i njegovi suradnici privukli su međunarodnu pozornost još u veljači kada su objavili da su razvili tehnologiju i podnijeli zahtjev za patent za sakupljanje radiovalova. Neki su zamišljali da je to bio prvi na svijetu, iako je Allenova grupa samo jedna od mnogih u svijetu koje gledaju na iste izglede. Doista, istaknuti srpsko-američki znanstvenik i certificirani pametnjaković Nikola Tesla demonstrirao je fenomen bežičnog prijenosa energije prije više od jednog stoljeća. Unatoč tome, Allen i njegov tim doveli su tehnologiju do razine koju je malo tko drugi donio. Prema Allenu, predloženo rješenje tima usredotočeno je na frekvencijski pojas “koji je oko 1MHz i ponekad se naziva 'AM pojas'. Ne moraju nužno biti ti signali iz kojih prikupljamo energiju, ali smo se usredotočili na srednje valove jer vjerujemo da imaju prednosti u usporedbi s valovima visoke frekvencije.”U srcu koncepta je antena - antenu koju Allen uspoređuje s vjetrenjačom. “(Radijski) val inducira struju u anteni, koju pretvaramo u istosmjernu i primjenjujemo na uređaj koji zahtijeva napajanje. Što je veća antena, to je dostupna veća snaga. Antena je poput vjetrenjače — što je vjetrenjača veća, to je dostupna veća snaga.”

Allen se također brzo pohvalio da se tehnologija može naknadno ugraditi u postojeće uređaje i da je relativno kompaktna. Što se tiče zabrinutosti da bi rasprostranjeno sakupljanje radiovalova moglo na kraju usisati toliko energije da ništa ne ostane, Allen opet igra na kartu vjetrenjača. “Koristimo antene koje su vrlo male i imaju zanemariv učinak na signale – pomalo poput učinka dječje vjetrenjača na vjetar. Kad bismo imali jako velik uređaj, bilo bi teško primiti signal iza njega, baš kao kod nedostatak vjetra iza velikog generatora vjetra.“Očita prednost je postojanost požnjevenog izvor. Kao što Allen objašnjava, žetva radio valova ne ovisi o sunčevoj svjetlosti ili vjetru. Niti se oslanja na razliku topline (koncept koji stoji iza prikupljanja termoelektrične energije, o kojem se raspravlja kasnije u ovom članku). Radio valovi su stalno vani, još više u gradskim područjima. Štoviše, kaže Allen, "u principu, dobro radi u ruralnim područjima i radiovalovi bi trebali imati relativno dobar prodor u zgrade u usporedbi s onima na višim frekvencijama."

Radio valovi ne sadrže tonu žetvenog soka, pa Allen i njegov tim trenutačno ciljaju na uređaje ultra male snage – proizvodi kao što su bežični senzorski mrežni čvorovi koji samo povremeno izvršavaju radnje koje zahtijevaju energiju i inače ostaju unutra način čekanja. Budući kandidati uključuju daljinske upravljače i satove.

"Neke će aplikacije zahtijevati punjive baterije za pomoć u opskrbi energijom, ali (čak će se i one) puniti prikupljenom energijom", kaže Allen. “To bi ograničilo životni vijek bilo kojeg uređaja i na kraju će baterija propasti i trebat će je zamijeniti. To može biti nakon nekoliko godina, ali ovisi o tehnologiji baterije, temperaturi i ciklusu punjenja.”

Ipak, gutači velikih struja kao što su tableti i svjetiljke možda nikada neće biti dio slike. A ako jesu - a mi ovdje gledamo daleko niz cestu - sakupljanje radiovalova gotovo sigurno neće biti jedini izvor energije. Zamislite punjivu bateriju koja ovisi o "redovitom" punjenju, ali je potencijalno i dopunjuje spajanje alternativa za žetvu energije i počinjete dobivati ​​ideju što bi budućnost mogla biti držati.

Dobre vibracije: prikupljanje piezoelektrične energije

U međuvremenu u plesnim klubovima diljem svijeta posjetitelji radosno provode cijelu noć. Očito će uvijek biti mjesta na ovom svijetu za one koji imaju fiksaciju za rotaciju. Ali skrenuli smo. Poanta je da su neki od ovih klubova drugačiji od drugih. Čini se da je u tijeku pokret za "ozelenjavanje" naših plesnih dvorana. A od ponovno iskorištene vode do turbina na krovovima, taj pokret iz dana u dan postaje sve jači.

Doista, proteže se sve do poda. Plesni podij, tj.

Vidite, postoji ogromna količina energije koja se stvara kada deseci ili stotine ljudi opetovano poskakuju u ritmu. Do sada se ta energija rasipala u pod i sve što je ležalo ispod njega. Ali što ako biste to mogli nekako iskoristiti?

Uz "piezoelektricitet," možete. Čini se da postoje određeni materijali na ovom svijetu, na bazi kristala i keramike, koji stvaraju snagu kada su pod pritiskom. Ako te materijale stavite na mjesto gdje će biti izloženi stalnom udaru - recimo, na pod u plesnom klubu - imate način da dodirnete to udaranje i proizvedete koristan elektricitet. Zapravo, tvrtke kao što je Rotterdam's Sustainable Dance Club već rade upravo to, postavljajući osvijetljene plesne podije koji se zapravo samonapajaju.

Piezoelektrično guranje nije ograničeno na plesne klubove. Postoji željeznička postaja u Tokiju koja koristi taj efekt za napajanje panoa i izlaza za prodaju karata te pločnik u Parizu koji osvjetljava uličnu rasvjetu.

U Cornell Nanoscale Science and Technology u Ithaci, New York, u tijeku su planovi da se sve ove groovy piezoelektrične stvari uvedu u potrošački svijet, iako s ponešto drugačijim pristupom. Naziv tvrtke je MicroGen Systems, Inc, a ljudi koji su uključeni u nju su naizgled dugoročni. Izvršni direktor Mike Perrotta kaže nam da je tvrtka osnovana 2007. i registrirana 2010. nakon što je "potpisan ugovor o velikom ulaganju". Perrotta procjenjuje da se dosad radni sati kreću u rasponu od 20.000.U središtu pokreta je MicroGen-ova vlasnička tehnologija Piezoelectric Vibrational Energy Harvester (PZEH). Prema MicroGenu, koncept će produžiti životni vijek punjivih baterija ili u potpunosti eliminirati potrebu za baterijama. Rana permutacija je "BOLT060 MicroPower Generator", mali-mali gizmo koji izgleda kao računalni CPU. Radi isključivo pomoću vibracija i teoretski bi trebao raditi 20 ili više godina.

Zašto minijaturna tehnologija žetve temeljena na vibracijama?

"Vibracije su posvuda i ne ovise o temperaturnoj razlici, svjetlu, radiofrekvenciji ili drugim vrstama izvora", kaže Perrotta. “Sve što je uključeno u struju vibrira, a mnoge stvari imaju prirodni harmonik čak i ako nisu uključene u struju. Čak smo razgovarali o postavljanju ovih uređaja u kravlji želudac, sa senzorom temperature i bežičnim radiom, za praćenje zdravlja i uvjeta stoke. Još nisam vidio ništa priključeno na stoku.”

Na stranu goveda, Perrotta predviđa MicroGen piezoelektričnu tehnologiju u širokom spektru aplikacija s niskim povlačenjem. “Razmišljajte o nama kao o mikroelektrani, otuda i ime MicroGen. Svjetiljke i slično će zahtijevati previše energije (za našu tehnologiju) za ponovno punjenje. Međutim, možete imati aplikaciju svjetiljke na svom mobilnom telefonu i to radi prilično dobro.”

„Sušilice za rublje su još jedan primjer, gdje trenutna tehnologija senzora mjeri samo prosječnu vlažnost cijelog punjenja, što zahtijeva više energije. Senzor se sada može premjestiti s našim uređajem koji ga napaja i tako točnije pokazati vlažnost odjeće i točnije zaustaviti sušilicu. To će značajno uštedjeti potrošnju energije. Sustavi za nadzor tlaka u gumama, sada u svakom vozilu u SAD-u, Kanadi i na europskim tržištima, mogli bi raditi bez baterije. U protivnom će naši sustavi trajati koliko i automobil, čime se smanjuje broj baterija na odlagalištu. Puno više primjera, posebno u industrijskim i komercijalnim arenama, usmjereno je na smanjenje potrošnje energije, poboljšanje sigurnosti i sigurnosti.”

Perrotta tvrdi da je tehnologija trenutno sposobna isporučiti prilično blagih 200 mikrovata, iako očekuje da će se ta brojka udvostručiti, a možda i utrostručiti u kratkom roku. Sve veća učinkovitost mobilnih uređaja također bi mogla pomoći. "Sigurno smo vidjeli veliki stupanj smanjenja, reda veličine od 50 do 80 posto, u potrebama za energijom ovih uređaja, čak i tijekom posljednjih nekoliko godina", kaže Perotta. “Očekujemo da će se to nastaviti i da će se naša izlazna snaga po kvadratnom milimetru povećati. Naš cilj u potrošačkom prostoru je 'postupno punjenje' mobilnog uređaja, tako da se baterije ne isprazne tako brzo nakon zadnjeg punjenja putem priključka.”

U bliskoj budućnosti MicroGen uređaji bit će povezani ili s solid-state baterijom ili super kondenzatorom. Ali krajnji je cilj, kaže on, “biti bez baterija. Međutim, većina toga ovisit će o trendovima u vezi sa senzorima i potrebama bežičnog radija."

Ostaje za vidjeti hoće li MicroGen rješenje postići te ciljeve, iako je sam potencijal bio dovoljan da primora Državna uprava za istraživanje i razvoj energije New Yorka da tvrtki dodijeli potporu od 1,2 milijuna dolara samo mjesečno prije.

Konzervirana toplina: sakupljanje termoelektrične energije

Ako se iskorištavanje energije radiovalova i vibracija čini nevjerojatnim – jesu li Jetsoni to ikada učinili? – isprobajte ovu ideju za veličinu: Snaga od toplina tijela.

Ipak, to je upravo ono na čemu rade u Centru za nanotehnologiju i molekularne materijale Sveučilišta Wake Forest. Tehnologija se naziva "termoelektrična", a Wake Forestov pristup termoelektrici označen je "Power Felt." Čini se da se samim dodirom ove tajanstvene tkanine toplina tijela pretvara u električnu Trenutno.

Sljedeće će nam reći mjesec ne od sira.

Dakle, što je zapravo ovaj Power Felt? Za početak, stvarno izgleda poput tkanine. Futuristička tkanina, naravno, ali ipak tkanina. Izrađen od ugljikovih nanocijevi zaključanih u fleksibilna plastična vlakna, može se naizgled "omotati" oko gotovo svega. Ljudi u Wake Forestu to nazivaju "nosivom snagom". A onda uskoče u svoje svemirske brodove i odlete u svoju matičnu galaksiju.

Dopustit ćemo doktoru znanosti Davidu Carrollu, profesoru fizike na Wake Forestu i izumitelju Power Felt-a, da objasni detalje.

“Naši materijali rade na način na koji rade bilo koji termoelektrični moduli. Zamislite da u ruci držite metalnu šipku. Čvrsto ga uhvatite za jedan kraj šipke dok je drugi kraj slobodan. Sada se elektroni koji čine metal mogu slobodno kretati, a vaša ih ruka zagrijava. Dakle, pod vašom rukom elektroni se kreću brže nego recimo elektroni na drugom kraju trake. To znači da će se ti elektroni brzo raširiti i udaljiti od izvora topline. Prelazeći na hladni kraj, ostavljaju za sobom manjak elektrona u vrućem kraju. Oni stvaraju višak elektrona u hladnom kraju. Time se uspostavlja napon, koji se naziva termoelektrični napon, i sve dok postoji razlika u temperaturi, ti naponi postoje.”

Zamislite punjivu bateriju koja ovisi o "redovitom" punjenju, ali se potencijalno također nadopunjuje amalgamom skupljanja energije alternative i počinjete dobivati ​​ideju što bi budućnost mogla nositi”Problem je u tome što se na kraju drugi kraj zagrijava zbog termovodljivosti od metala. Korištenjem puno nanovlakana u plastičnoj matrici, umjesto metalne šipke, elektroni se i dalje mogu kretati niz metalne puteve vlakana, ali je toplina blokirana jer se ne prenosi preko spojeva vlakana do vlakana. Ovako smo napravili naše tkanine. Naša 'metalna' vlakna su ugljikove nanocijevi. A unutar tkanina su slojevi na slojevima elektroničkih nanovlakana, omogućujući elektronima i rupama da slobodno teku."

Carroll veliča vrline svog izuma, ali je jednako realan. Neće, kaže, zamijeniti baterije. Bar ne još. Niti će funkcionirati ako "ne postoje velika područja temperaturnog gradijenta". Ljudsko tijelo je radno mjesto. Isto vrijedi i za haubu automobila ili sjedala u zrakoplovu.

“Učinit će korištenje jeftinijih baterija privlačnijim iz tržišne perspektive. Općenito, za ulazak na tržište ne želite previše mijenjati prebrzo, pa će to biti povezano s postojećim baterijskim tehnologijama. Vaši će mobiteli trajati duže s jednim punjenjem. Putnički mlažnjak mogao bi koristiti manje unutarnje generatore, štedeći težinu i novac."

Premda Power Felt nikada neće pokretati električni automobil ili uređaje gladne energije poput hladnjaka (Carroll nam kaže da kvadratni centimetar proizvodi "nanovati do desetinki mikrovata, ovisno o debljini"), očito će biti prilično sposoban povećati trenutne strukture snage u takvim aplikacije. “Zamislite”, kaže Carroll, “da smanjite vrijeme punjenja za svoj hibridni automobil jer povrat topline dolazi od motora za hlađenje ili putnika unutra.” 

Carroll se također osvrće na izgradnju kuća, rekavši da bi Power Felt mogao zamijeniti Tyvek omatanje kuća kako bi "generirao toliko energije koliko i jeftina solarna ploča".

Carroll također zagovara Power Felt u mobilnom svijetu, sugerirajući da bi njegov uzorak mogao biti uključen u pokrivanje baterija u trenutku proizvodnje. Pukim stavljanjem navedenih baterija na "nešto toplo", one bi se djelomično same napunile. Ali još jednom, do sada u svakom slučaju, radi se o povećanju, a ne o zamjeni redovnog punjenja baterije. Carroll pita: “Jeste li ikada bili u zračnoj luci i telefon vam je ostao bez struje? Ne bi li bilo lijepo obaviti posljednji poziv da netko dođe po vas? Snaga iz topline vašeg tijela može to učiniti." 

Čovjek koji trči: prikupljanje energije ljudskog pokreta

Do sada smo vidjeli tri koncepta koji su očito spremni pomoći smanjiti našu ovisnost o tradicionalnim izvorima energije, ali općenito nemaju dovoljno snage da u potpunosti zamijene te izvore. Taj se trend nastavlja za naš četvrti i posljednji unos, biomehaničko prikupljanje energije "ljudskog pokreta". Tako je, ova tehnologija koristi snagu iz samog čina kretanja. Želite napuniti svoj Android? Bolje počni malo brže ispijati to pivo.

Šalu na stranu, pokazalo se da biomehaničko sakupljanje energije nije baš nova ideja kako se u početku može činiti. Sjećate li se onih starih prednjih svjetala za bicikle koja su crpila struju iz generatora i uključivala se u rotaciju vaših guma? To je bio savršeno pristojan – ako ne i apsurdno naporan – primjer istog procesa.

Ali dolje na južnoj hemisferi, oni imaju nešto drugačiji pogled na tu temu. Ovdje, u laboratoriju za biometriju na Institutu za bioinženjering u Aucklandu, posvećeni ljudi okupljaju se u tami (i na svjetlu također - ovo nije vještičji koven) kako bi smislili bolji način. Misle da su ga pronašli.

Njihova ideja, barem u početku, u potpunosti uklanja element bicikla i traži da umjesto toga hodate (ili trčite). Ben O’Brien iz SoftGena, tvrtke koja trenutno oživljava oko koncepta, pruža više uvida.

„Za prijenosne elektroničke uređaje želimo uhvatiti inače izgubljenu energiju tako da korisnik ne osjeća dodatno opterećenje. Na primjer, kada hodamo uokolo, potplati naših cipela se sabijaju. Ova kompresija zahtijeva energiju, energiju koja se gubi kao toplina. Ako umjesto toga dio potplata zamijenimo mekim generatorom, možemo uhvatiti ovu energiju i pretvoriti je u električnu energiju.”

Kao i sve tehnologije koje smo prikazali, temeljna SoftGen ideja s nama je već neko vrijeme. U slučaju "generatora udarca pete", kako ih zovu, taj vremenski okvir proteže se desetljećima unatrag. Ali SoftGen je dodao novu boru u obliku "umjetnih generatora mišića". Izumljen u Kaliforniji na prijelazu iz 19 tisućljeća, umjetni generatori mišića su, vjeruju O'Brien i društvo, iskra koja dovodi generatore udaraca pete u budućnost.

"Osnovna ideja", objašnjava O'Brien, "je primijeniti električni naboj na deformiranu elastomernu membranu. Kada je deformacija opuštena, naboj se podiže na više energetsko stanje. Cikluzirajući deformaciju i kontrolirajući kada uključujete i isključujete punjenje, možete generirati energiju s približno 10 puta većom gustoćom energije od konkurentskih tehnologija. Sve to s nečim tako jednostavnim kao što je komad gume.” “Trik leži u tome, a tu stupa naša grupa kontroliranje ovih generatora za proizvodnju korisne energije pomoću krugova koji su dovoljno mali i dovoljno lagani za prijenos aplikacije."

O’Brien umanjuje koncept budućnosti u potpunosti bez baterija, govoreći da se energija mora "izgladiti" i pohraniti za razdoblja manje aktivnosti. Što se tiče "jednostavnih" ranih ciljeva za SoftGenov brend sakupljanja energije, O'Brien kaže da bi generatori udarnih peta "mogli pokretati jaka svjetla za sigurnost noću, elektronika ugrađena u cipelu (a la asortiman proizvoda Nike+) i medicinski nadzor za podijatre," dodajući da je "naša posebna niša male snage aplikacije. Radimo na tome da tehnologija uskoro bude u stvarnom potrošačkom proizvodu.”

Čini se da nema manjka dostupne energije iz slavine kada noga udari o tlo. U Energetika trčanja i tenisice, Martyn R. Skratite tvrdnje da može biti čak 10 džula (1 džul = rad potreban za proizvodnju jednog vata snage u jednoj sekundi) izgubljene energije po svakom koraku trčanja. Ovo je, naravno, glazba za uši ljudi poput O’Briena. “Teoretski, kad biste mogli sve ovo snimiti, mogli biste u potpunosti napuniti pametni telefon s jedne cipele u pola sata rada. I tvoje cipele ne bi bile drugačije nego sada.”

O’Brien pozdravlja alternativne tehnologije prikupljanja energije, prepoznajući da ono što bi moglo biti sjajno u određenim situacijama ili s određenim ljudima neće biti lijek za sve. “Sjajna stvar u vezi s ljudskom snagom pokreta je to što je uvijek dostupna tamo gdje jesmo. Ovo možda i nije velika stvar kada idete kući na kraju dana i imate lak pristup zidu utičnicu, ali kako broj elektroničkih uređaja koje nosimo raste, postaje ih neugodno puniti svi. Sada uzmite u obzir vrijeme kad niste pored zidne utičnice ili ako putujete u zemlju s različite priključke, ili ste skrenuli s mreže – lutajući ili planinareći – ili zbog loše infrastrukture ili nakon katastrofa. U svim tim slučajevima, ljudska snaga pokreta postaje vrlo privlačan koncept.” 

[Kredit za sliku: Aucklandski institut za bioinženjering]

Povratak iz budućnosti

Mnogo ranije u ovom članku raspravljali smo o medijskoj galami koja okružuje model prikupljanja radiovalova u U of Bedfordshire. Od tada smo saznali da su Ben Allen i njegov tim samo jedan od mnoštva takvih timova diljem svijeta koji rade na raznim tehnologijama prikupljanja ambijentalne energije malih razmjera.

Ipak, većina tih koncepata još je daleko od toga da postanu puni termini. Doista, nema manjka ljudi koji tvrde da određeni pristupi sakupljanju mikro energije nikada neće biti ozbiljno održivo rješenje. Mosey prelazi na mjesta kao što su Forum fizike, na primjer, gdje ćete pronaći gomilu hiperznanstvenih tipova koji govore o toj temi – mnogi s manje nego povoljnim zaključcima.

Primarni problem je, kao što smo ranije spomenuli, prilično slab izvorni materijal. Kada su vam potrebni vati, a uređaj za žetvu proizvodi samo nanovati ili mikrovate, očito postoji ogroman jaz. Taj se jaz može donekle zatvoriti daljnjim tehnološkim (žetvenim) napretkom, uparivanjem više tehnologija zajedno ili držanjem namjenskog uređaja za pohranu energije (baterije) nekog opisa trajno u jednadžba. Ali sva ova rješenja povećavaju količinu, složenost, cijenu i vrijeme istraživanja i razvoja.

Štoviše, ideja da će bilo koja od tehnologija ili kombinacija tehnologija koje smo predstavili u potpunosti zamijeniti tradicionalno napajanje u uređajima s velikom potrošnjom energije (baterijske svjetiljke, tableti, pametni telefoni itd.). u najboljem slučaju maštovit.

U međuvremenu, druge već ukorijenjene tehnologije nastavljaju se razvijati – solarna energija je vjerojatno najbolji primjer. Solarne aplikacije velikih razmjera sada su uobičajena pojava, ali solarna energija malih razmjera već je tu – i naizgled dobro funkcionira. Dovoljno je samo istražiti ogroman broj radija i baterijskih svjetiljki opremljenih solarnom energijom, pa čak i punjača baterija koji su trenutačno na tržištu da biste vidjeli koliko je tvrtki već uskočilo u igru.

Ali u svijetu koji žvače moć kao pas sočan odrezak, očito će postojati sve veća potreba za "alternativom" snaga koja se ne oslanja na sunce (ili vjetar) – čak i ako su ta rješenja dopuna tradicionalnim izvorima ili svakom drugo. Uzimajući u obzir da je svaka od ovih tehnologija očito prikladna za tako širok raspon primjena – i kada se uzmu kao skupina Čini se da pokrivaju gotovo sve osnove – vidimo svijetlu dugoročnu budućnost za one koji najbolje mogu prilagoditi svoje ideje diljem spektar.

Preporuke urednika

• Cailifornia ima problem s nestankom struje. Mogu li baterije s velikim protokom biti rješenje?
• Litij-ion je samo početak. Evo zavirivanja u budućnost baterija
• Mrežu budućnosti pokretat će … divovske podzemne gajde?
• Vrhunska baterija na bazi papira napaja se bakterijama koje skupljaju elektrone