Baterijos neįtrauktos: kaip nedidelio masto energijos rinkimas suteiks energijos ateičiai

Garbingas krištolo radijas buvo naudojamas nuo XX a. amžiaus pradžios, tačiau dėl vienos labai unikalios priežasties žmonės juos kuria ir naudoja ir šiandien. Jis nėra ypač garsus, nepatrauks tolimų stočių, o estetika tikrai nepadarys įspūdžio jūsų smalsiems bičiuliams. Tačiau šis senosios mokyklos stebuklas siūlo vieną privalumą, kurio negali joks kitas radijas: jis veikia be tradicinių maitinimo šaltinių. Teisingai – nei laido, nei baterijų, nei žiurkėno ratų.

Kaip tai įmanoma? Nes krištoliniai radijo imtuvai visą reikalingą galią paima iš pačių radijo bangų.

Gana šaunu, tiesa?

Radijo bangos, matai, yra energijos. Tai veikia taip: Radijo stotys paverčia garsą radijo bangomis, kurios po to ne mažesniu šviesos greičiu sklinda visomis kryptimis nuo siųstuvo. Šios bangos iš esmės yra elektromagnetiniai laukai – elektros energijos formos per daug nesiskiria nuo galios, kuri teka į jūsų kintamosios srovės lizdus, ​​tik jos išpurškiamos visomis kryptimis. Dalinis kiekis, kuris iš tikrųjų pasiekia jūsų namus, nėra labai stiprus.

Be kitų energijos šaltinių, kristalinis radijas turi „surinkti“ kuo daugiau artėjančio elektromagnetinio lauko. Tai daroma naudojant gana didelę anteną (paprastai ilgą varinės vielos ruožą), „ritę“, suderintą pagal dažnį (bangų skaičių). per sekundę) norimos stoties, „detektorių“, skirtą garso signalui išgauti, ir ausines, kurios garso signalą pavers atgal į garsą. bangos.

Nors pats krištolinis radijas prieš kurį laiką išėjo iš mados, lygties „energijos surinkimo“ dalis – kai valdžia paimama tiek tiesiogine, tiek perkeltine prasme iš oro – dabar yra didžiulis renesansas. Nuo siautulingos šokių klubo energijos panaudojimo iki žmogaus kūno skleidžiamos šilumos panaudojimo – inžinieriai mus supančio pasaulio ieško nepanaudotų energijos šaltinių. Ir gauti rezultatus. Štai kodėl elektros lizdai ir baterijos nebėra pakankamai geri ir ką mokslininkai daro dėl to.

Viskas priklauso nuo mūsų valdžios alkio. Savo dienas pradedame eksploatuodami įvairius įrenginius namuose – žadintuvus, skrudintuvus, kavos puodus. Tada įsėdame į savo automobilį, kuris pats nenumaldomai trokšta dar daugiau energijos. O gal čiupome autobusą, pakeliui žaisdami su nešiojamuoju kompiuteriu ar planšetiniu kompiuteriu, išmaniuoju telefonu, muzikos grotuvu ar delnine žaidimų sistema. Galiausiai visa mūsų diena prabėga taip, kaip prasidėjo – priklausoma nuo įvairių elektros energijos formų, kad padarytume tai, ką turime daryti.

Vartojimo perteklius

Šiame paveikslėlyje yra daugiau nei keli dalykai. Viena vertus, ar mes nuolat perkame naujas baterijas, įkrauname įkraunamus įrenginius ar tiesiog veikiame įrenginiai, veikiantys kintamosios srovės srove, maitinimas yra brangus, piniginę einantis šaltinis, kurio, atrodo, niekada nesustojame vartoja.

Be piniginių išlaidų, susijusių su išlaikymu, planeta taip pat patiria išlaidų. Aplinkos apsaugos agentūros (EPA) duomenimis, amerikiečiai perka beveik tris milijardus sausųjų elementų baterijos kasmet radijo aparatams, žaislams, mobiliesiems telefonams, laikrodžiams, mobiliesiems kompiuteriams ir nešiojamiesiems elektriniams įrankiams paleisti. Ir net šiandieninėje kiek apsišvietusioje visuomenėje didžioji dauguma jų galiausiai išmetami į sąvartynus. Čia jie suirs per dešimtmečius, į aplinkinį dirvožemį ir požeminius vandenis patekdami į įvairias šarmines medžiagas. Ir tai tik ledkalnio viršūnė – nuo ​​hidroelektrinių užtvankų iki atominių elektrinių ir dyzelinių generatorių, mūsų vatų troškulys slegia planetą.

Štai kur energijos rinkimas gali išgelbėti dieną. Vėjo turbinos ir saulės energija iš karto iškyla į galvą kaip pavyzdžiai, kaip panaudoti mus supančią aplinką švariai energijai gauti, tačiau jas riboja gaunamas energijos šaltinis. Negalite pasisavinti beveik tiek energijos, kai nepučia vėjas arba nešviečia saulė.

Tačiau yra visai kitas mažesnio masto energijos surinkimo lygis. Kadangi daugeliui asmeninių nešiojamųjų elektronikos prietaisų, kuriuos dabar naudojame, nereikia daug elektros energijos Iš pradžių atsiranda galimybių surinkti anksčiau nereikšmingus energijos kiekius visur.

Ir tai gali reikšti telefonus, muzikos grotuvus ir nešiojamuosius kompiuterius, kurių daugiau niekada nereikės įkrauti.

Antenų dirželis: Radijo bangų surinkimas

Vienas ryškiausių būdų, kaip ištraukti elektrą iš oro, aiškiai palenkia garbingą krištolinį radiją. Nenuostabu, kad jis surenka energiją iš radijo bangų.

Bedfordšyro universiteto belaidžio ryšio tyrimų centre Lutone, JK, trijulė ryškių žmonių dirbo prie radijo bangų surinkimo. sprendimas, jų manymu, vieną dieną ne tik sumažins vartotojų priklausomybę nuo baterijų ir kintamosios srovės, bet ir sumažins poveikį aplinkai.Kalbėjomės su Benu Allenu, kuris vadovauja komandai, norėdami sužinoti daugiau. Allenas ir jo bendražygiai sulaukė tarptautinio dėmesio dar vasarį, kai paskelbė, kad sukūrė technologiją ir pateikė patento paraišką radijo bangų surinkimui. Kai kurie wags teigė, kad tai buvo pirmasis pasaulyje, nors Alleno grupė yra tik viena iš daugelio visame pasaulyje, žvelgiančių į tas pačias perspektyvas. Iš tiesų, žinomas serbų kilmės amerikiečių mokslininkas ir sertifikuotas protas Nikola Tesla daugiau nei prieš šimtmetį pademonstravo belaidžio energijos perdavimo fenomeną. Nepaisant to, Allenas ir jo komanda pritaikė technologiją tiek, kiek tai padarė keli kiti. Pasak Alleno, komandos pasiūlytas sprendimas sutelktas į dažnių juostą, „kuri yra maždaug 1 MHz ir kartais vadinama „AM juosta“. Nebūtinai iš šių signalų renkame energiją, bet daugiausia dėmesio skyrėme vidutinėms bangoms, nes manome, kad jos turi pranašumų, palyginti su aukšto dažnio bangomis.Koncepcijos esmė yra antena – antena, kurią Allenas prilygina vėjo malūnui. „(Radijo) banga indukuoja srovę į anteną, kurią paverčiame nuolatine nuolatine ir paverčiame įrenginiui, kuriam reikia maitinimo. Kuo didesnė antena, tuo daugiau galios. Antena yra kaip vėjo malūnas – kuo didesnis vėjo malūnas, tuo daugiau galios.

Allenas taip pat greitai pasigirsta, kad technologija gali būti pritaikyta esamuose įrenginiuose ir yra palyginti kompaktiška. Kalbant apie susirūpinimą, kad plačiai paplitęs radijo bangų rinkimas ilgainiui gali susiurbti tiek energijos, kad nieko nebeliks, Allenas vėl žaidžia vėjo malūno korta. „Mes naudojame antenas, kurios yra labai mažos ir turi nežymų poveikį signalams – panašiai kaip vaiko vėjo malūno poveikis vėjui. Jei turėtume labai didelį įrenginį, būtų sunku priimti signalą už jo, kaip ir vėjo trūkumas už didelio vėjo generatoriaus.“Akivaizdus pranašumas yra derliaus pastovumas šaltinis. Kaip paaiškina Allenas, radijo bangų surinkimas nepriklauso nuo saulės šviesos ar vėjo. Jis taip pat nesiremia šilumos skirtumu (termoelektrinės energijos surinkimo koncepcija, aptarta vėliau šiame straipsnyje). Radijo bangos yra visada ten, labiau didmiesčiuose. Be to, sako Allenas: „Iš esmės jis gerai veikia kaimo vietovėse, o radijo bangos turėtų gana gerai prasiskverbti į pastatus, palyginti su aukštesnio dažnio bangomis.

Radijo bangos nesukelia tonos derliaus sulčių, todėl Allenas ir jo komanda šiuo metu taikosi į itin mažos galios įrenginius – gaminiai, pvz., belaidžio jutiklio tinklo mazgai, kurie tik retkarčiais atlieka energijos reikalaujančius veiksmus ir kitaip lieka laukimo režimas. Būsimi kandidatai yra nuotolinio valdymo pultai ir laikrodžiai.

„Kai kurioms programoms reikės įkraunamų baterijų, kad padėtų tiekti energiją, tačiau (net jos bus) įkraunamos iš surinktos energijos“, - sako Allenas. „Tai apribotų bet kurio įrenginio eksploatavimo laiką ir ilgainiui baterija sugestų ir ją reikės pakeisti. Tai gali įvykti po kelerių metų, bet tai skiriasi dėl akumuliatoriaus technologijos, temperatūros ir įkrovimo ciklo.

Vis dėlto, didelio energijos suvartojimo srovės čiulptuvai, tokie kaip planšetiniai kompiuteriai ir žibintuvėliai, niekada negali būti vaizdo dalimi. Ir jei jie yra – ir mes čia žiūrime toliau – radijo bangų rinkimas beveik neabejotinai nebus vienintelis energijos šaltinis. Įsivaizduokite įkraunamą bateriją, kuri priklauso nuo „įprasto“ įkrovimo, bet gali būti ir papildyta energijos surinkimo alternatyvų derinys, ir jūs pradedate suprasti, kas gali būti ateityje laikykite.

Geros vibracijos: pjezoelektrinės energijos surinkimas

Tuo tarpu šokių klubuose visame pasaulyje globėjai linksmai leidžia naktį. Matyt, šiame pasaulyje visada atsiras vietos tiems, kurie fiksuoja žirgą. Bet mes nukrypstame. Esmė ta, kad kai kurie iš šių klubų skiriasi nuo kitų. Panašu, kad vyksta judėjimas „apželdinti“ mūsų šokių sales. Ir nuo pakartotinai panaudoto vandens iki stogo turbinų šis judėjimas stiprėja kiekvieną dieną.

Iš tiesų, jis tęsiasi iki pat grindų. Šokių aikštelė, tai yra.

Matote, kai dešimtys ar šimtai žmonių nuolat atsimuša į ritmą, susidaro didžiulis energijos kiekis. Iki šiol ta energija išsisklaidydavo grindyse ir visa, kas buvo po jomis. Bet kas, jei galėtumėte tai kažkaip panaudoti?

Naudodami „pjezoelektrą“ galite. Atrodo, kad šiame pasaulyje yra tam tikrų medžiagų, pagamintų iš kristalų ir keramikos, kurios sukuria galią, kai jas veikia slėgis. Jei pastatysite šias medžiagas į vietą, kur jos gaus nuolatinį daužymą, tarkime, šokių klubo grindyse, turėsite galimybę įsilieti į tą daužymą ir pagaminti naudingą elektros energiją. Tiesą sakant, tokios kompanijos kaip Roterdamo tvarių šokių klubas jau tai daro, įrengdamos apšviestas šokių aikšteles, kurios iš esmės yra pačios energijos šaltinis.

Pjezoelektrinis stūmimas neapsiriboja šokių klubais. Tokijuje yra geležinkelio stotis, kuri naudoja šį efektą stendams ir bilietų vartams maitinti, o Paryžiuje yra šaligatvis, kuris skleidžia gatvių šviesas.

Itakoje, Niujorko valstijoje, Kornelio nanoskalės mokslo ir technologijų centre planuojama visus šiuos rafinuotus pjezoelektrinius daiktus įtraukti į vartotojų pasaulį, nors ir naudojant šiek tiek kitokį požiūrį. Aprangos pavadinimas yra „MicroGen Systems, Inc.“, o dalyvaujantys žmonės, atrodo, joje dalyvauja ilgą laiką. Generalinis direktorius Mike'as Perrotta pasakoja, kad įmonė buvo įkurta 2007 m. ir buvo įtraukta 2010 m., Kai buvo pasirašyta didelė investicijų sutartis. Perrotta apskaičiavo, kad iki šiol darbo valandų skaičius siekia 20 000.Pagrindo esmė yra „MicroGen“ patentuota pjezoelektrinio vibracinės energijos kombaino (PZEH) technologija. „MicroGen“ teigimu, ši koncepcija prailgins įkraunamų baterijų tarnavimo laiką arba visiškai pašalins baterijų poreikį. Ankstyvoji permutacija yra „BOLT060 MicroPower Generator“, mažytis įtaisas, kuris atrodo kaip kompiuterio centrinis procesorius. Jis veikia tik naudojant vibraciją ir teoriškai turėtų veikti 20 ar daugiau metų.

Kodėl miniatiūrinė derliaus nuėmimo technologija, pagrįsta vibracija?

„Vibracijos yra visur ir nepriklauso nuo temperatūrų skirtumo, šviesos, radijo dažnio ar kitų šaltinių“, – sako Perrotta. „Viskas, kas įjungta, vibruoja, o daugelis dalykų turi natūralią harmoniją, net jei jie nėra prijungti prie elektros. Esame net kalbėję apie šių prietaisų įdėjimą į karvės skrandį su temperatūros jutikliu ir belaidžiu radijo ryšiu, kad būtų galima stebėti gyvulių sveikatą ir sąlygas. Aš dar nemačiau nieko, kas būtų prijungta prie gyvulių.

Neskaitant galvijų, Perrotta įsivaizduoja MicroGen pjezoelektrinę technologiją įvairiose mažos traukos srityse. „Pagalvokite apie mus kaip apie mikro elektrinę, vadinasi, MicroGen. Žibintuvėlių ir panašių dalykų įkrovimui reikės per daug energijos (mūsų technologijai). Tačiau savo mobiliajame telefone galite turėti žibintuvėlio programą ir ji veikia gana gerai.

„Džiovintuvai yra dar vienas pavyzdys, kai dabartinė jutiklių technologija matuoja tik vidutinę viso krovinio drėgmę, todėl reikia daugiau energijos. Jutiklis dabar gali būti perkeltas į kitą vietą, kai mūsų prietaisas maitina jį, todėl tiksliau parodys drabužių drėgmę ir tiksliau sustabdys džiovyklę. Taip sutaupysite daug energijos. Padangų slėgio stebėjimo sistemos, dabar visose JAV, Kanados ir Europos rinkose esančiose transporto priemonėse, gali veikti be akumuliatoriaus. Jei ne, mūsų sistemos tarnaus visą automobilio eksploatavimo laiką ir taip sumažins akumuliatorių skaičių sąvartyne. Daug daugiau pavyzdžių, ypač pramonės ir komercinėse srityse, yra skirti sumažinti energijos suvartojimą, pagerinti saugumą ir saugumą.

Perrotta tvirtina, kad šiuo metu technologija gali tiekti gana nedidelę 200 mikrovatų galią, nors jis tikisi, kad per trumpą laiką šis skaičius padvigubės, o gal ir patrigubės. Gali padėti ir didėjantis mobiliųjų įrenginių efektyvumas. „Mes tikrai pastebėjome, kad net per pastaruosius porą metų šių įrenginių energijos poreikis sumažėjo nuo 50 iki 80 proc.“, - sako Perotta. „Tikimės, kad tai tęsis ir mūsų galia kvadratiniam milimetrui didės. Mūsų tikslas vartotojų erdvėje yra mobiliojo įrenginio įkrovimas, kad baterijos neišsikrautų taip greitai po paskutinio įkrovimo.

Artimiausiu metu MicroGen įrenginiai bus sujungti su kietojo kūno baterija arba super kondensatoriumi. Tačiau galutinis tikslas, pasak jo, yra „nenaudoti akumuliatoriaus. Tačiau didžioji dalis to priklausys nuo jutiklių ir belaidžio radijo energijos poreikių tendencijų.

Ar MicroGen sprendimas pasiekia šiuos tikslus, dar reikia pamatyti, nors vien potencialo pakako priversti Niujorko valstijos Energetikos tyrimų ir plėtros tarnyba, kad įmonei skirtų 1,2 mln. USD dotaciją vos per mėnesį prieš.

Konservuota šiluma: termoelektrinės energijos surinkimas

Jei radijo bangų ir vibracijų energijos panaudojimas atrodo per daug įmanomas dalykas – ar Jetsonai kada nors tai padarė? – Išbandykite šią dydžio sąvoką: Maitinimas iš kūno šiluma.

Tačiau būtent tai jie dirba Wake Forest universiteto Nanotechnologijų ir molekulinių medžiagų centre. Ši technologija vadinama „termoelektrine“, o „Wake Forest“ požiūris į termoelektrinį yra pažymėtas „Jėgos veltinis“. Atrodo, kad vien prisilietus prie šio paslaptingo audinio kūno šiluma paverčiama elektra srovė.

Tada jie mums papasakos apie mėnulį ne pagamintas iš sūrio.

Taigi, kas tiksliai yra šis galios veltinis? Pradedantiesiems tai tikrai atrodo kaip audinys. Žinoma, futuristinis audinys, bet vis dėlto audinys. Pagaminta iš anglies nanovamzdelių, užfiksuotų lanksčiame plastikiniame pluošte, atrodo, kad jis gali būti „apvyniotas“ beveik bet ką. „Wake Forest“ žmonės tai vadina „dėvima galia“. Tada jie įšoka į savo erdvėlaivius ir išskrenda į savo gimtąją galaktiką.

Doktorantas Davidas Carrollas, Wake Forest fizikos profesorius ir Power Felt išradėjas, išsamiai papasakos apie sudėtingumą.

„Mūsų medžiagos veikia taip, kaip veikia bet kuris termoelektrinis modulis. Įsivaizduokite, kad rankoje laikote metalinį strypą. Tvirtai sugriebkite jį už vieno strypo galo, o kitas laisvas. Dabar metalą sudarantys elektronai gali laisvai judėti, o jūsų ranka juos šildo. Taigi po jūsų ranka elektronai juda greičiau nei, tarkime, elektronai kitame strypo gale. Tai reiškia, kad šie elektronai greitai pasklis ir nutols nuo šilumos šaltinio. Perėję į šaltąjį galą, jie palieka elektronų deficitą karštajame. Jie sukuria elektronų perteklių šaltajame gale. Tai sukuria įtampą, vadinamą termoelektrine, ir tol, kol yra temperatūros skirtumas, ši įtampa egzistuoja.

Įsivaizduokite įkraunamą bateriją, kuri priklauso nuo „įprasto“ įkrovimo, bet gali būti papildyta energijos surinkimo sujungimu alternatyvas, ir jūs pradedate suprasti, kas gali būti ateityje"Bėda ta, kad galiausiai kitas galas įkaista dėl termolaidumo metalo. Naudojant daug nanopluoštų plastikinėje matricoje, o ne metalinėje juostoje, elektronai vis tiek gali judėti žemyn. metaliniai pluoštų keliai, tačiau šiluma blokuojama, nes ji nėra pernešama per jungtis iš pluošto į pluoštą. Taip gaminome savo audinius. Mūsų „metaliniai“ pluoštai yra anglies nanovamzdeliai. O audiniuose yra elektroninių nanopluoštų sluoksniai, todėl elektronai ir skylės gali laisvai tekėti.

Carrollas aukština savo išradimo dorybes, bet jis toks pat realistas. Jis sako, kad baterijos nepakeis. Šiaip dar ne. Taip pat tai neveiks, nebent „egzistuotų dideli temperatūros gradiento plotai“. Žmogaus kūnas yra darbinga vieta. Taip pat yra ir automobilio gaubtas ar lėktuvo sėdynės.

„Tai padarys pigesnių akumuliatorių naudojimą patrauklesnį rinkos požiūriu. Apskritai, norint patekti į rinką, nenorite per daug keisti per greitai, todėl tai bus derinama su esamomis baterijų technologijomis. Vienu įkrovimu jūsų mobilieji telefonai tarnaus ilgiau. Keleivinis lėktuvas gali naudoti mažesnius vidinius generatorius, taupydamas svorį ir pinigus.

Nors „Power Felt“ niekada neeks elektrinio automobilio ar energijos ištroškusių prietaisų, tokių kaip šaldytuvai (Carrollas sako, kad kvadratinis centimetras gamina "nanovatų iki dešimtųjų mikrovatų, priklausomai nuo storio"), jis, matyt, bus pakankamai pajėgus padidinti esamas galios struktūras tokiose programos. „Įsivaizduokite, – sako Carrollas, – sutrumpinate hibridinio automobilio įkrovimo laiką, nes šilumą regeneruoja aušinimo variklis arba viduje esantys keleiviai.

Carroll taip pat žiūri į namų statybą, sakydamas, kad „Power Felt“ galėtų pakeisti „Tyvek“ namų apvyniojimą, kad „sugeneruotų kuo daugiau energijos nebrangiai saulės kolektorių grupei“.

„Carroll“ taip pat gamina „Power Felt“ dėklą mobiliajame pasaulyje, siūlydamas, kad jo pavyzdys galėtų būti įtrauktas į baterijų dangą gamybos vietoje. Pastačius minėtas baterijas ant „kažko šilto“, jos iš dalies pasikrauna. Tačiau vėlgi, kol kas vis tiek reikia padidinti, o ne pakeisti įprastą akumuliatoriaus įkrovimą. Carroll klausia: „Ar kada nors buvote oro uoste ir jūsų telefonas išsikrovė? Ar nebūtų puiku paskutinį kartą paskambinti, kad kas nors tave paimtų? Jūsų kūno šilumos energija gali tai padaryti.

Bėgantis žmogus: žmogaus judėjimo energijos rinkimas

Iki šiol matėme tris koncepcijas, kurios, matyt, yra pasirengusios padėti sumažinti mūsų priklausomybę nuo tradicinių energijos šaltinių, tačiau paprastai neturi galimybių visiškai pakeisti tų šaltinių. Ši tendencija tęsiasi mūsų ketvirtajame ir paskutiniame etape, biomechaniniame „žmogaus judėjimo“ energijos surinkime. Tiesa, ši technologija išnaudoja galią vien tik judant. Norite įkrauti „Android“? Geriau pradėkite alų gurkšnoti šiek tiek greičiau.

Juokaudami, pasirodo, kad biomechaninis energijos surinkimas nėra tokia nauja idėja, kokia gali atrodyti iš pradžių. Prisimenate tuos senus dviračių priekinius žibintus, kurie traukdavo energiją iš generatoriaus, besisukančio į jūsų padangų sukimąsi? Tai buvo visiškai padorus – jei ne absurdiškai varginantis – to paties proceso pavyzdys.

Tačiau pietų pusrutulyje jie turi šiek tiek kitokį požiūrį į šią temą. Čia, Oklando bioinžinerijos instituto Biometrijos laboratorijoje, žmonės tamsoje (ir šviesoje – tai nėra raganos sugalvoti) glaudėsi tamsoje, kad sukurtų geresnį būdą. Jie mano, kad tai rado.

Jų idėja, bent jau iš pradžių, visiškai atsisako dviračio elemento ir prašo, kad vietoj jo vaikščiotumėte (arba bėgtumėte). Benas O'Brienas iš „SoftGen“, šiuo metu besikuriančios šios koncepcijos įmonės, suteikia daugiau įžvalgų.

„Nešiojamiems elektroniniams prietaisams norime užfiksuoti kitaip iššvaistomą energiją, kad vartotojas nejaustų papildomos apkrovos. Pavyzdžiui, kai vaikštome, susispaudžia batų padai. Šis suspaudimas reikalauja energijos, energijos, kuri prarandama kaip šiluma. Jei vietoj to pakeisime dalį pado minkštu generatoriumi, galime surinkti šią energiją ir paversti ją elektra.

Kaip ir visos mūsų demonstruotos technologijos, pagrindinė SoftGen idėja jau kurį laiką buvo su mumis. Kalbant apie „kulno smūgio generatorius“, kaip jie vadinami, šis laikotarpis tęsiasi dešimtmečius. Tačiau „SoftGen“ pridėjo naują raukšlę „dirbtinių raumenų generatorių“ pavidalu. Išrastas Kalifornijoje metų sandūroje tūkstantmetyje, dirbtiniai raumenų generatoriai, O'Brienas ir kompanija mano, yra kibirkštis, kuri patraukia kulnų smūgių generatorius į ateitis.

„Pagrindinė idėja, – aiškina O’Brienas, – yra pritaikyti deformuotą elastomero membraną elektros krūviui. Kai deformacija atsipalaiduoja, įkrova padidinama iki didesnės energijos būsenos. Keisdami deformaciją ir valdydami, kada įjungiate ir išjungiate įkrovimą, galite generuoti energiją naudodami maždaug 10 kartų didesnį energijos tankį nei konkuruojančios technologijos. Visa tai naudojant kažką tokio paprasto kaip gumos gabalas. „Apgaulė, ir čia ateina mūsų grupė, slypi valdyti šiuos generatorius, kad jie gamintų naudingą energiją, naudojant grandines, kurios yra pakankamai mažos ir pakankamai lengvos, kad būtų galima ją naudoti programos."

O'Brienas sumenkina ateities be baterijų koncepciją, sakydamas, kad energiją reikia „išlyginti“ ir saugoti mažesnio aktyvumo laikotarpiams. Kalbant apie „paprastus“ ankstyvuosius „SoftGen“ energijos surinkimo tikslus, O'Brienas sako, kad kulnų smūgio generatoriai „gali maitinti ryškias šviesas, kad būtų saugu naktį, batuose įtaisyta elektronika (a la Nike+ gaminių asortimentas) ir medicininė pėdų ligų stebėsena“, – pridūrė: „Mūsų niša yra mažai energijos varanti. programos. Stengiamės, kad ši technologija netrukus taptų realiame plataus vartojimo gaminyje.

Atrodo, kad netrūksta prieinamos energijos iš čiaupo, kai koja atsitrenkia į žemę. Į Bėgimo ir bėgimo batelių energetika, Martynas R. Sutrumpinkite teiginius, kad kiekviename važiavimo žingsnyje gali būti net 10 džaulių (1 džaulis = darbas, kurio reikia norint pagaminti vieną vatą galios per vieną sekundę). Tai, žinoma, yra muzika tokių žmonių, kaip O'Brienas, ausims. „Teoriškai, jei galėtumėte visa tai užfiksuoti, išmanųjį telefoną galėtumėte visiškai įkrauti nuo vieno bato per pusvalandį. Ir jūsų batai nesijaustų kitaip nei dabar.

O'Brienas sveikina alternatyvias energijos paėmimo technologijas, nes pripažįsta, kad tai, kas gali puikiai tikti tam tikrose situacijose arba su tam tikrais žmonėmis, nebus panacėja visiems. „Puikus žmogaus judėjimo galios dalykas yra tai, kad ji visada pasiekiama ten, kur esame. Tai gali būti nereikšminga, kai dienos pabaigoje grįžtate namo ir lengvai pasiekiate sieną lizdo, tačiau augant mūsų nešiojamų elektroninių prietaisų skaičiui, tampa nepatogu juos įkrauti visi. Dabar apsvarstykite, kada nesate šalia elektros lizdo arba jei keliaujate į šalį su skirtingų kištukų arba išėjote iš tinklo – trypiojote ar žygiavote – arba dėl prastos infrastruktūros arba po nelaimė. Visais šiais atvejais žmogaus judėjimo galia tampa labai patrauklia sąvoka.

[Vaizdo kreditas: Oklando bioinžinerijos institutas]

Grįžęs iš ateities

Daug anksčiau šiame straipsnyje aptarėme žiniasklaidos triukšmą, supantį U of Bedfordshire radijo bangų rinkimo modelį. Nuo tada sužinojome, kad Benas Allenas ir jo komanda yra tik viena iš daugybės tokių komandų visame pasaulyje, dirbančių su įvairiomis nedidelio masto aplinkos energijos surinkimo technologijomis.

Tačiau daugumai tų sąvokų dar toli iki geriausio laiko. Tiesą sakant, netrūksta žmonių, kurie teigia, kad tam tikri požiūriai į mikro energijos rinkimą niekada nebus rimtai perspektyvus sprendimas. Mosey perėjo į tokias vietas kaip Fizikos forumasPavyzdžiui, kur rasite aibę hipermoksliškų tipų, pontifikatuojančių šia tema – daugelis jų daro ne tokias palankias išvadas.

Pagrindinė problema, kaip minėjome anksčiau, yra gana silpna šaltinio medžiaga. Kai jums reikia vatų, o derliaus nuėmimo įrenginys generuoja tik nanovatus arba mikrovatus, akivaizdu, kad yra didžiulė spraga. Šį atotrūkį galima užpildyti tolesne technologine (derliaus nuėmimo) pažanga, susiejant kelias technologijas kartu arba nuolat laikant tam tikros rūšies energijos kaupimo įrenginį (bateriją). lygtis. Tačiau visi šie sprendimai padidina masę, sudėtingumą, sąnaudas ir tyrimų bei plėtros laiką.

Be to, supratimas, kad tiks bet kuri iš mūsų pateiktų technologijų ar technologijų derinių visiškai pakeisti tradicinę galią didelės galios įrenginiuose (žibintuvėliuose, planšetiniuose kompiuteriuose, išmaniuosiuose telefonuose ir kt.). geriausiu atveju išgalvotas.

Tuo tarpu kitos jau įsitvirtinusios technologijos toliau vystosi – saulės energija, be abejo, yra geriausias pavyzdys. Didelio masto saulės energijos panaudojimas dabar yra įprastas dalykas, tačiau nedidelio masto saulės energija jau yra – ir atrodo, kad tai puikiai veikia. Tereikia ištirti daugybę šiuo metu rinkoje esančių radijo imtuvų, žibintuvėlių ir net baterijų įkroviklių, kad pamatytumėte, kiek įmonių jau šoktelėjo į žaidimą.

Tačiau pasaulyje, kuris kramto jėgą kaip šuo per sultingą kepsnį, akivaizdu, kad vis labiau reikės „alternatyvų“ galia, kuri nepriklauso nuo saulės (ar vėjo) – net jei tie sprendimai papildo tradicinius šaltinius arba kiekvieną kitas. Atsižvelgiant į tai, kad kiekviena iš šių technologijų, matyt, yra pritaikyta tokiai įvairiai taikymo sričiai – ir kai imamasi kaip grupė atrodo, apima beveik visus pagrindus – matome šviesią ilgalaikę ateitį tiems, kurie gali geriausiai pritaikyti savo idėjas spektras.

Redaktorių rekomendacijos

• Kailifornijoje yra užtemimo problema. Ar milžiniškos srauto baterijos galėtų būti sprendimas?
• Ličio jonai yra tik pradžia. Štai žvilgsnis į baterijų ateitį
• Ateities tinklas bus maitinamas... milžiniškomis požeminėmis dūdmaišėmis?
• Pažangiausias popierinis akumuliatorius maitinamas elektronus surenkančių bakterijų