Venerabilul radio de cristal există încă de la începutul anilor 1900, dar dintr-un motiv foarte unic, oamenii încă le construiesc și le folosesc și astăzi. Nu este deosebit de zgomotos, nu va atrage stațiile îndepărtate și estetica cu siguranță nu va impresiona prietenii tăi. Cu toate acestea, această minune de școală veche oferă un singur avantaj pe care niciun alt radio nu poate: funcționează fără surse tradiționale de energie. Așa este – fără cablu, fără baterii, fără roți de hamster.
Cum este posibil acest lucru? Pentru că radiourile cu cristal preiau înșiși toată puterea de care au nevoie de la undele radio.
Videoclipuri recomandate
Destul de misto, nu?
Undele radio, vezi tu, sunt energie. Funcționează astfel: Posturile de radio convertesc sunetul în unde radio care apoi se deplasează, nu mai puțin cu viteza luminii, omnidirecțională de la transmițător. Aceste unde sunt, în esență, câmpuri electromagnetice - forme de energie electrică nu prea diferite de puterea care curge către prizele de curent alternativ, doar că sunt pulverizate în toate direcțiile. Cantitatea fracțională care ajunge de fapt acasă nu este deloc foarte puternică.
Lipsit de alte surse de energie, radioul cu cristal trebuie să „recolteze” cât mai mult din câmpul electromagnetic care se apropie. Face acest lucru cu o antenă destul de considerabilă (de obicei o întindere lungă de sârmă de cupru), o „bobină” care este reglată la frecvență (numărul de unde pe secundă) a stației dorite, un „detector” pentru extragerea semnalului audio și o căști pentru a converti semnalul audio înapoi în sunet valuri.
Deși radioul cu cristal în sine a căzut din vogă în urmă cu ceva timp, partea de „recoltare a energiei” a ecuației – prin care puterea este înghițită, atât la propriu, cât și la figurat, din aer – se află acum în mijlocul unui notabil renaştere. De la valorificarea energiei frenetice a unui club de dans până la utilizarea căldurii emanate de corpul uman, inginerii caută în lumea din jurul nostru surse de energie neexploatate. Și obținerea de rezultate. Iată de ce prizele de curent și bateriile nu mai sunt suficient de bune și ce fac oamenii de știință în privința asta.
Totul ține de foamea noastră de putere. Ne începem zilele utilizând diverse dispozitive în jurul caselor noastre - ceasuri cu alarmă, prăjitoare de pâine, vase de cafea. Urcăm apoi în mașina noastră, care ea însăși are o sete de nestins de și mai multă energie. Sau poate luăm autobuzul, jucându-ne cu notebook-ul sau tableta, smartphone-ul sau playerul muzical sau sistemul de jocuri portabil pe parcurs. În cele din urmă, întreaga noastră zi se desfășoară așa cum a început - depinde de diferite forme de electricitate pentru a face ceea ce trebuie să facem.
Supraîncărcare consum
Există mai mult de câteva lucruri greșite cu această imagine. În primul rând, fie că cumpărăm în mod continuu baterii noi, reîncărcăm reîncărcabile sau pur și simplu alergăm dispozitive pe curent alternativ, puterea este o resursă costisitoare, care consumă portofelul, pe care se pare că nu o oprim niciodată consumatoare.
Pe lângă costul monetar al rămânerii în stare de sucuri, există și costuri pentru planetă. Potrivit Agenției pentru Protecția Mediului (EPA), americanii cumpără aproape trei miliarde de celule uscate baterii anual pentru a rula radiouri, jucării, telefoane mobile, ceasuri, computere mobile și unelte electrice portabile. Și chiar și în societatea oarecum iluminată de astăzi, marea majoritate a acestora sunt în cele din urmă aruncate în gropile de gunoi. Aici se vor descompune de-a lungul deceniilor, aruncând tot felul de substanțe caustice în solul și apele subterane din jur. Și acesta este doar vârful aisbergului – de la baraje hidroelectrice la centrale nucleare și generatoare diesel, setea noastră de wați ciocănește planeta.
„Deoarece multe dintre electronicele personale, portabile pe care le folosim acum, nu necesită multă energie electrică În primul rând, apar oportunități de recoltare a cantităților de energie anterior neglijabile pretutindeni." |
Acesta este locul unde recoltarea de energie poate salva ziua. Turbinele eoliene și energia solară vin imediat în minte ca exemple de modalități de a profita de mediul din jurul nostru pentru energie curată, dar ambele sunt limitate de disponibilitatea sursei de energie pe care o recoltează. Nu poți prinde atât de multă energie atunci când vântul nu bate sau soarele nu strălucește.
Cu toate acestea, există un cu totul alt nivel de recoltare a energiei la o scară mai mică. Deoarece multe dintre electronicele personale, portabile pe care le folosim acum, nu necesită multă electricitate În primul rând, apar oportunități de recoltare a cantităților de energie anterior neglijabile pretutindeni.
Și ar putea însemna telefoane, playere muzicale și laptopuri pe care nu va trebui să le încărcați niciodată.
Cureaua pentru antene: Recoltarea undelor radio
Una dintre cele mai proeminente abordări de a extrage electricitate din aer subțire dă în mod clar un semn din cap venerabilului radio de cristal. Nu este surprinzător, recoltează energie din undele radio.
La Centrul de Cercetare fără fir al Universității Bedfordshire din Luton, Marea Britanie, un trio de oameni străluciți au lucrat la o recoltare a undelor radio. soluția pe care ei cred că va reduce într-o zi nu numai că va reduce dependența consumatorilor de baterii și de alimentarea de curent alternativ, dar va reduce și impactul asupra mediului.
Am vorbit cu Ben Allen, care conduce echipa, pentru a afla mai multe. Allen și asociații săi au câștigat atenția internațională în februarie, când au anunțat că au dezvoltat tehnologia și au depus o cerere de brevet pentru recoltarea undelor radio. Unii zguduitori au sugerat că a fost prima dată în lume, deși grupul lui Allen este doar unul dintre multele din întreaga lume care caută aceleași perspective. Într-adevăr, remarcatul om de știință sârbo-american și expert certificat Nikola Tesla a demonstrat fenomenul de transmitere a energiei fără fir în urmă cu mai bine de un secol. Cu toate acestea, Allen și echipa sa au dus tehnologia până la un punct în care puțini alții au ajuns. Potrivit lui Allen, soluția propusă de echipă se concentrează pe banda de frecvență „care este în jur de 1 MHz și este uneori numită „banda AM”. Nu trebuie să colectăm energie din aceste semnale, dar ne-am concentrat pe undele medii, deoarece credem că au avantaje în comparație cu undele de înaltă frecvență.”
În centrul conceptului se află o antenă – o antenă pe care Allen o aseamănă cu o moară de vânt. „Unda (radio) induce un curent în antenă, pe care îl convertim în DC și îl aplicăm dispozitivului care necesită energie. Cu cât antena este mai mare, cu atât mai multă putere este disponibilă. Antena este ca o moară de vânt - cu cât moara de vânt este mai mare, cu atât mai multă putere este disponibilă.”
De asemenea, Allen se laudă rapid că tehnologia poate fi adaptată la dispozitivele existente și este relativ compactă. În ceea ce privește îngrijorarea că colectarea undelor radio pe scară largă ar putea în cele din urmă să elibereze atât de multă energie încât să nu mai rămână nimic, Allen joacă din nou cartea morii de vânt. „Folosim antene care sunt foarte mici și au un efect neglijabil asupra semnalelor – un pic ca efectul pe care îl are moara de vânt a unui copil asupra vântului. Dacă am avea un dispozitiv foarte mare, atunci ar fi dificil să primim un semnal în spatele lui, la fel ca și lipsa vântului în spatele unui generator eolian mare.” Avantajul evident este constanța recoltei sursă. După cum explică Allen, recoltarea undelor radio nu depinde de lumina soarelui sau de vânt. Nici nu se bazează pe diferența de căldură (conceptul din spatele recoltării energiei termoelectrice, discutat mai târziu în acest articol). Undele radio sunt mereu acolo, cu atât mai mult în zonele metropolitane. Mai mult, spune Allen, „În principiu, funcționează bine în locații rurale, iar undele radio ar trebui să aibă o penetrare relativ bună în clădiri în comparație cu cele de la frecvențe mai înalte.”
„Unda (radio) induce un curent în antenă, pe care îl convertim în DC și îl aplicăm dispozitivului care necesită energie. Cu cât antena este mai mare, cu atât mai multă putere este disponibilă. Antena este ca o moară de vânt - cu cât moara de vânt este mai mare, cu atât mai multă putere este disponibilă.” |
Undele radio nu împachetează o tonă de suc care se poate recolta, așa că Allen și echipa sa vizează în prezent dispozitive cu putere ultra-scăzută - produse, cum ar fi nodurile de rețea cu senzori fără fir, care execută doar ocazional acțiuni care necesită putere și rămân în alt mod modul de așteptare. Viitorii candidați includ telecomenzi și ceasuri.
„Unele aplicații vor necesita baterii reîncărcabile pentru a ajuta la furnizarea de energie, dar (chiar și acestea vor fi) încărcate din energia recoltată”, spune Allen. „Acest lucru ar limita durata de viață a oricărui dispozitiv și în cele din urmă bateria se va degrada și va trebui înlocuită. Acest lucru se poate întâmpla după câțiva ani, dar variază din cauza tehnologiei bateriei, a temperaturii și a ciclului de încărcare.”
Cu toate acestea, înghițitorii de curent cu consum mare, cum ar fi tabletele și lanternele, s-ar putea să nu facă parte niciodată din imagine. Și dacă ei sunt – și ne uităm departe aici – recoltarea undelor radio aproape sigur nu va fi singura sursă de energie. Imaginează-ți o baterie reîncărcabilă care depinde de reîncărcarea „obișnuită”, dar care este potențial alimentată un amalgam de alternative de recoltare a energiei și începeți să vă faceți o idee despre ce ar putea viitorul tine.
Vibrații bune: Recoltarea energiei piezoelectrice
Între timp, la cluburile de dans de pe tot globul, patronii fac cu bucurie toată noaptea. Se pare că va exista întotdeauna un loc în această lume pentru cei care au o fixare pentru rotație. Dar divagam. Ideea aici este că unele dintre aceste cluburi sunt diferite de altele. Se pare că există o mișcare pentru a ne „înverzi” sălile de dans. Și de la apa reutilizată până la turbinele de pe acoperiș, această mișcare devine mai puternică pe zi ce trece.
Într-adevăr, se extinde până la podea. ringul de dans, adică.
Vedeți, există o cantitate extraordinară de energie generată atunci când zeci sau sute de oameni dau în ritm în mod repetat. Până acum, acea energie s-a disipat în podea și orice se afla sub ea. Dar dacă ai putea să-l folosești cumva?
Cu „piezoelectricitate”, poți. Se pare că există anumite materiale în această lume, pe bază de cristal și ceramică, care generează putere atunci când sunt sub presiune. Dacă așezi acele materiale într-un loc în care vor primi o lovitură constantă - să zicem, pe podeaua unui club de dans - ai o modalitate de a profita de acel lovitură și de a produce energie electrică utilizabilă. De fapt, companii precum Sustainable Dance Club din Rotterdam fac deja exact asta, instalând ringuri de dans iluminate care, de fapt, se autoalimentează.
Impingerea piezoelectrică nu se limitează la cluburile de dans. Există o gară în Tokyo care folosește efectul pentru a alimenta panourile de afișare și porțile de bilete, și un trotuar în Paris care alimentează luminile stradale.
La Cornell Nanoscale Science and Technology din Ithaca, New York, planurile sunt în curs de a aduce toate aceste lucruri groovy piezoelectrice în lumea consumatorilor, deși cu o abordare oarecum diferită. Numele ținutei este MicroGen Systems, Inc, iar oamenii implicați se pare că sunt în ea pe termen lung. CEO-ul Mike Perrotta ne spune că compania a fost înființată în 2007 și încorporată în 2010, după ce „a fost semnat un contract major de investiții”. Perrotta estimează că până acum orele de lucru se află în intervalul de 20.000.
În centrul impulsului se află tehnologia proprietară Piezoelectric Vibrational Energy Harvester (PZEH) de la MicroGen. Potrivit MicroGen, conceptul va prelungi durata de viață a bateriilor reîncărcabile sau va elimina complet nevoia de baterii. O permutare timpurie este „BOLT060 MicroPower Generator”, un gadget micuț care arată ca un procesor de computer. Funcționează exclusiv prin vibrații aplicate și, teoretic, ar trebui să funcționeze timp de 20 de ani sau mai mult.
De ce o tehnologie de recoltare în miniatură bazată pe vibrații?
„Vibrațiile sunt peste tot și nu depind de diferența de temperatură, lumină, frecvență radio sau alte tipuri de surse”, spune Perrotta. „Tot ceea ce este conectat la priză vibrează și multe lucruri au o armonică naturală chiar dacă nu sunt conectate la electricitate. Am avut chiar conversații despre plasarea acestor dispozitive în stomacul unei vaci, cu un senzor de temperatură și radio fără fir, pentru a monitoriza sănătatea și condițiile animalelor. Nu am văzut încă nimic conectat la animale.”
Lăsând deoparte bovinele, Perrotta prevede tehnologia piezoelectrică MicroGen într-o mare varietate de aplicații cu tragere redusă. „Gândiți-vă la noi ca la o microcentrală, de aici numele MicroGen. Lanternele și altele asemenea vor necesita prea multă putere (pentru tehnologia noastră) pentru a se reîncărca. Cu toate acestea, puteți avea o aplicație de lanternă pe mobil și asta funcționează destul de bine.”
„Ținta noastră în spațiul consumatorilor este „încărcarea continuă” a unui dispozitiv mobil, astfel încât bateriile să nu se epuizeze la fel de repede după ultima încărcare cu plug-in.” |
„Uscătoarele de rufe sunt un alt exemplu, în care tehnologia actuală cu senzori măsoară doar umiditatea medie a întregii încărcături, necesitând astfel mai multă energie. Senzorul poate fi mutat acum cu dispozitivul nostru alimentat și, prin urmare, să indice mai precis umiditatea hainelor și să oprească uscătorul mai precis. Acest lucru va economisi un consum semnificativ de energie. Sistemele de monitorizare a presiunii în anvelope, aflate acum în fiecare vehicul din SUA, Canada și piețele europene, pot fi capabile să funcționeze fără baterie. Dacă nu, sistemele noastre vor dura toată viața mașinii, reducând astfel numărul de baterii dintr-o groapă de gunoi. Multe alte exemple, în special în arenele industriale și comerciale, sunt menite să reducă consumul de energie, să îmbunătățească siguranța și securitatea.”
Perrotta susține că tehnologia este capabilă în prezent să furnizeze 200 de microwați, deși se așteaptă ca această cifră să se dubleze și poate să se tripleze pe termen scurt. Creșterea eficienței dispozitivelor mobile ar putea ajuta, de asemenea. „Cu siguranță am observat un grad mare de reducere, de ordinul 50 până la 80 la sută, a nevoilor de energie ale acestor dispozitive, chiar și în ultimii doi ani”, spune Perotta. „Ne așteptăm ca acest lucru să continue și puterea noastră pe milimetru pătrat să crească. Ținta noastră în spațiul consumatorilor este „încărcarea continuă” a unui dispozitiv mobil, astfel încât bateriile să nu se epuizeze la fel de repede după ultima încărcare cu plug-in.”
Pe termen scurt, dispozitivele MicroGen vor fi cuplate fie cu o baterie cu stare solidă, fie cu un super condensator. Dar scopul final, spune el, „este să fie fără baterie. Cu toate acestea, cea mai mare parte va depinde de tendințele legate de senzori și de nevoile de energie radio wireless.”
Rămâne de văzut dacă soluția MicroGen atinge aceste obiective, deși simplul potențial a fost suficient pentru a forța Autoritatea de Cercetare și Dezvoltare în Energie a statului New York să acorde companiei un grant de 1,2 milioane de dolari doar o lună în urmă.
Conserve de căldură: Recoltarea energiei termoelectrice
Dacă valorificarea energiei din undele radio și vibrații pare o putere exagerată – au făcut Jetson vreodată asta? – încercați această noțiune pentru dimensiune: Power from caldura corpului.
Cu toate acestea, exact la asta lucrează la Centrul pentru Nanotehnologie și Materiale Moleculare al Universității Wake Forest. Tehnologia se numește „termoelectric”, iar abordarea termoelectrică Wake Forest este etichetată „Puterea simțită.” Se pare că doar prin atingerea acestei țesături misterioase, căldura corpului este transformată în electricitate actual.
În continuare, ne vor spune cele ale lunii nu făcută din brânză.
Deci, ce este mai exact acest Power Felt? Pentru început, chiar arată ca o țesătură. Material futurist, sigur, dar material totuși. Fabricat din nanotuburi de carbon blocate în fibre de plastic flexibile, se pare că poate fi „înfășurat” în jurul practic orice. Cei de la Wake Forest o numesc „putere portabilă”. Și apoi sar în navele lor spațiale și zboară spre galaxia lor natală.
Îl vom lăsa pe doctoratul David Carroll, profesor de fizică la Wake Forest și inventator al Power Felt, să detalieze complexitățile.
„Materialele noastre funcționează așa cum funcționează orice modul termoelectric. Imaginează-ți că ții în mână o bară de metal. Îl prindeți strâns la un capăt al barei, în timp ce celălalt capăt este liber. Acum, electronii care formează metalul sunt liberi să se miște, iar mâna ta îi încălzește. Deci, sub mâna ta, electronii se mișcă mai repede decât să zicem electronii de la celălalt capăt al barei. Aceasta înseamnă că acești electroni se vor răspândi rapid și se vor îndepărta de sursa de căldură. Trecând la capătul rece, ei lasă în urmă un deficit de electroni în capătul fierbinte. Ei creează un surplus de electroni în capătul rece. Aceasta stabilește o tensiune, numită tensiune termoelectrică, și atâta timp cât există o diferență de temperatură, aceste tensiuni există.”
Imaginează-ți o baterie reîncărcabilă care depinde de reîncărcarea „regulată”, dar care este potențial completată de o combinație de colectare a energiei alternative și începi să-ți faci o idee ce ar putea rezerva viitorul” Problema este că în cele din urmă celălalt capăt se încălzește din cauza termoconductivității a metalului. Folosind o mulțime de nanofibre într-o matrice de plastic, în loc de bara de metal, electronii se pot deplasa în continuare în jos. căile metalice ale fibrelor, dar căldura este blocată deoarece nu este transportată prin joncțiunile din fibre la fibre. Așa ne-am făcut țesăturile. Fibrele noastre „metalice” sunt nanotuburi de carbon. Și în țesături sunt straturi peste straturi de nanofibre electronice, permițând electronilor și găurilor să curgă liber.”
„Imaginați-vă”, spune Carroll, „reducerea timpului de încărcare pentru mașina dumneavoastră hibridă, deoarece recuperarea căldurii vine de la motorul de răcire sau de la pasagerii din interior.” |
Carroll laudă virtuțile invenției sale, dar este la fel de realist. Nu va înlocui, spune el, bateriile. Nu încă oricum. Nici nu va funcționa decât dacă „există zone mari de gradient de temperatură”. Corpul uman este un loc funcțional. La fel este și capota unei mașini sau scaunele unui avion.
„Va face ca utilizarea bateriilor mai puțin costisitoare să fie mai atractivă din perspectiva pieței. În general, pentru introducerea pe piață, nu doriți să schimbați prea mult prea repede, așa că va fi cuplat cu tehnologiile existente de baterie. Telefoanele dvs. mobile vor dura mai mult cu o singură încărcare. Un jet de pasageri poate folosi generatoare interne mai mici, economisind greutate și bani.”
Deși Power Felt nu va folosi niciodată o mașină electrică sau aparate care consumă energie, cum ar fi frigiderele (Carroll ne spune că un centimetru pătrat produce „nanowatt la zecimi de microwați, în funcție de grosime”), va fi, aparent, destul de capabil să mărească structurile de putere curente în astfel de aplicatii. „Imaginați-vă”, spune Carroll, „reducerea timpului de încărcare pentru mașina dumneavoastră hibridă, deoarece recuperarea căldurii vine de la motorul de răcire sau de la pasagerii din interior.”
Carroll urmărește, de asemenea, construcția de case, spunând că Power Felt ar putea să ia locul ambalajului casei Tyvek pentru a „genera cât mai multă energie ca și o rețea solară ieftină”.
Carroll face un caz pentru Power Felt și în lumea mobilă, sugerând că o mostră din acesta ar putea fi inclusă în acoperirea bateriilor la punctul de fabricație. Pur și simplu plasând respectivele baterii pe „ceva cald”, acestea s-ar autoîncărca parțial. Dar încă o dată, oricum până acum, este o chestiune de a mări mai degrabă decât de a înlocui încărcarea obișnuită a bateriei. Carroll întreabă: „A fost vreodată la aeroport și ți-a rămas telefonul fără curent? N-ar fi frumos să dai un ultim apel pentru ca cineva să te ia? Puterea de la căldura corpului tău ar putea face acest lucru.”
Omul care alergă: Recoltarea energiei din mișcarea umană
Până acum am văzut un trio de concepte care aparent sunt gata să contribuie la reducerea dependenței noastre de sursele tradiționale de energie, dar, în general, nu au puterea de a înlocui pe deplin aceste surse. Această tendință continuă pentru cea de-a patra și ultima noastră intrare, recoltarea biomecanică a energiei „mișcării umane”. Așa este, această tehnologie valorifică puterea din simplul act de mișcare. Doriți să vă încărcați Android-ul? Mai bine începe să bei acea bere puțin mai repede.
Lăsând glumele deoparte, se dovedește că recoltarea de energie biomecanică nu este chiar ideea nouă care poate părea inițial. Îți amintești de acele faruri vechi de bicicletă care ar trage puterea de la un generator care atinge rotația anvelopelor tale? Acesta a fost un exemplu perfect decent – dacă nu absurd de obositor – al aceluiași proces.
Dar în emisfera sudică, ei au o abordare ușor diferită asupra subiectului. Aici, la Laboratorul de biometrie din Institutul de Bioinginerie Auckland, oamenii devotați se îngrămădesc în întuneric (și, de asemenea, în strălucire - acesta nu este un coven de vrăjitoare) pentru a găsi o modalitate mai bună. Ei cred că l-au găsit.
„Smecheria, și aici intervine grupul nostru, constă în controlul acestor generatoare pentru a produce energie utilă folosind circuite suficient de mici și suficient de ușoare pentru aplicații portabile.” |
Ideea lor, cel puțin inițial, elimină cu totul elementul de bicicletă și vă cere să mergeți (sau să alergați) în schimb. Ben O’Brien de la SoftGen, compania care în prezent prinde viață în jurul conceptului, oferă mai multe informații.
„Pentru dispozitivele electronice portabile, dorim să captăm energia irosită, astfel încât utilizatorul să nu simtă încărcătura suplimentară. De exemplu, când ne plimbăm, tălpile pantofilor ni se comprimă. Această compresie necesită energie, energie care se pierde sub formă de căldură. Dacă în schimb înlocuim o parte a tălpii cu un generator moale, putem capta această energie și o putem transforma în electricitate.”
La fel ca toate tehnologiile pe care le-am prezentat, ideea fundamentală SoftGen este cu noi de ceva timp deja. În cazul „generatoarelor de lovitură de călcâi”, așa cum sunt numiți, acel interval de timp se întinde cu zeci de ani în urmă. Dar SoftGen a adăugat o nouă ridă sub formă de „generatori de mușchi artificiali”. Inventat în California la rândul său mileniului, generatoarele de mușchi artificiali sunt, cred O’Brien și compania, scânteia care duce generatoarele de lovituri de călcâi în viitor.
„Ideea de bază”, explică O’Brien, „este aplicarea unei sarcini electrice unei membrane elastomer deformate. Când deformarea este relaxată, sarcina este amplificată la o stare de energie mai mare. Prin ciclul de deformare și controlul când porniți și opriți încărcarea, puteți genera energie cu densitatea de energie de aproximativ 10 ori mai mare decât tehnologiile concurente. Toate acestea cu ceva la fel de simplu ca o bucată de cauciuc.” „Șmecheria, și aici intervine grupul nostru, constă controlând aceste generatoare pentru a produce energie utilă folosind circuite care sunt suficient de mici și suficient de ușoare pentru a fi portabile aplicații.”
O’Brien minimizează conceptul unui viitor complet fără baterii, spunând că energia trebuie „atenuată” și stocată pentru perioade de activitate mai redusă. În ceea ce privește obiectivele timpurii „simple” pentru brandul SoftGen de colectare a energiei, O’Brien spune că generatoarele de lovitură de călcâi „ar putea alimenta lumini strălucitoare pentru siguranță pe timp de noapte, electronice încorporate în pantof (la felul cu gama de produse Nike+) și monitorizare medicală pentru podiatri”, adăugând că, „Nișa noastră specială este cu putere redusă aplicatii. Lucrăm pentru a avea tehnologia într-un produs de consum real în curând.”
Se pare că nu lipsește energia accesibilă la robinet atunci când piciorul lovește solul. În Energetica pantofilor de alergare și de alergare, Martyn R. Scurtați afirmațiile că pot exista până la 10 jouli (1 joule = munca necesară pentru a produce un watt de putere pentru o secundă) de energie irosită pentru fiecare pas de rulare. Aceasta, desigur, este muzică pentru urechile unor oameni precum O’Brien. „Teoretic, dacă ai putea surprinde toate acestea, ai putea încărca complet un telefon inteligent dintr-un singur pantof într-o rulare de jumătate de oră. Și pantofii tăi nu s-ar simți altfel decât acum.”
O’Brien salută tehnologiile alternative de recoltare a energiei, recunoscând că ceea ce ar putea fi potrivit în anumite situații sau cu anumiți oameni nu va fi un panaceu pentru toată lumea. „Lucrul grozav despre puterea mișcării umane este că este întotdeauna disponibilă acolo unde ne aflăm. S-ar putea să nu fie mare lucru atunci când mergeți acasă la sfârșitul zilei și aveți acces ușor la un perete priză, dar pe măsură ce numărul dispozitivelor electronice pe care le transportăm crește, devine o pacoste să le încărcăm toate. Acum luați în considerare toate momentele în care nu vă aflați lângă o priză de perete sau dacă călătoriți într-o țară cu care călătoriți prize diferite sau ați ieșit din rețea – călătorind sau drumeții – sau din cauza infrastructurii slabe sau după o dezastru. În toate aceste cazuri, puterea mișcării umane devine un concept foarte atractiv.”
[Credit imagine: Institutul de Bioinginerie Auckland]
Înapoi din viitor
Mult mai devreme în acest articol am discutat despre agitația media din jurul modelului de recoltare a undelor radio din U of Bedfordshire. Am aflat de atunci că Ben Allen și echipa sa sunt doar una dintre zecile de astfel de echipe din întreaga lume care lucrează la o varietate de tehnologii de colectare a energiei ambientale la scară mică.
„Când aveți nevoie de wați și dispozitivul de recoltare generează doar nanowați sau microwați, există în mod clar un decalaj imens.” |
Cu toate acestea, cele mai multe dintre aceste concepte sunt încă departe de a fi pe deplin în prime time. Într-adevăr, nu există lipsă de oameni care susțin că anumite abordări ale recoltării microenergiei nu vor fi niciodată o soluție serioasă viabilă. Mosey trece la locuri precum cel Forumul de fizică, de exemplu, unde veți găsi o mulțime de tipuri hiper-științifice care pontifică pe acest subiect - multe cu concluzii mai puțin decât favorabile.
Problema principală este, așa cum am tratat mai devreme, materialul sursă destul de slab. Când aveți nevoie de wați și dispozitivul de recoltare generează doar nanowați sau microwați, există în mod clar un decalaj imens. Acest decalaj poate fi redus unele cu progrese tehnologice (de recoltare), prin împerecherea mai multor tehnologii împreună, sau prin păstrarea unui dispozitiv dedicat de stocare a energiei (baterie) de o anumită descriere permanent în ecuaţie. Dar toate aceste soluții sporesc volumul, complexitatea, costul și timpul de cercetare și dezvoltare.
Mai mult, ideea că oricare dintre tehnologiile sau combinațiile de tehnologii pe care le-am prezentat va fi înlocuirea completă a puterii tradiționale în dispozitivele de mare consum (lanterne, tablete, smartphone-uri etc.) este fantezist în cel mai bun caz.
Și, între timp, alte tehnologii deja înrădăcinate continuă să evolueze – energia solară fiind, probabil, cel mai bun exemplu. Aplicațiile solare la scară largă sunt acum obișnuite, dar solarul la scară mică este deja aici – și se pare că merge bine. Trebuie doar să explorezi numărul mare de radiouri și lanterne echipate cu solar și chiar încărcătoare de baterii aflate în prezent pe piață pentru a vedea câte companii au intrat deja în joc.
Dar într-o lume care mestecă puterea ca un câine printr-o friptură suculentă, va exista în mod clar o nevoie tot mai mare de „alternative” putere care nu se bazează pe soare (sau pe vânt) – chiar dacă acele soluții sunt augmentative pentru sursele tradiționale sau pentru fiecare alte. Având în vedere că fiecare dintre aceste tehnologii este aparent potrivită pentru o varietate atât de mare de aplicații – și atunci când este luată ca grup par să acopere practic toate bazele – vedem un viitor luminos pe termen lung pentru cei care își pot adapta cel mai bine ideile în spectru.
Recomandările editorilor
- California are o problemă de întrerupere. Bateriile cu flux gigant ar putea fi soluția?
- Litiu-ion este doar începutul. Iată o privire asupra viitorului bateriilor
- Grila viitorului va fi alimentată de... cimpoi subterane gigantice?
- Bateria de ultimă oră pe bază de hârtie este alimentată de bacterii care recoltează electroni
