Генератор извлекает даровую энергию из-под ног
В Висконсинском университете (UW-Madison) создана сохранения энергии и инновационная технология сбора, снижающая зависимость мобильных устройств от ограниченных ресурсов батарей. Доктор наук UW-Madison Том Крупенкин (Tom Krupenkin) и его сотрудник Эшли Тэйлор (J. Ashley Taylor) в статье для Scientific Reports обрисовали конструкцию генератора, встраиваемого в подошву обуви.
Он применяет для генерирования электричества энергию, расходуемую человеком при ходьбе.
По теоретическим оценкам Крупенкина, при передвижении человека в тепловые утраты в обуви уходит приблизительно 10 Вт энергии на каждую ногу.
«20 ватт при ходьбе это величина, с которой направляться принимать во внимание, в особенности, в случае если сравнить её с требованиями к питанию у большинства современных мобильных устройств», — вычисляет он. На пример, простой смартфон потребляет всего 2 Вт.
Но, классические методы извлечения механической энергии непригодны для процесса переноса веса с одной ноги на другую с его относительно малыми большими силами и перемещениями. Исследователям было нужно изобрести новый подход. Он применяет эффект обратного электросмачивания (reverse electrowetting), что Крупенкин и Тэйлор открыли в 2011 году.
Проводящая жидкость взаимодействует с покрывающей поверхность нанопленкой, в итоге механическая энергия напрямую преобразуется в электрическую.
Но одно обратное электросмачивание не урегулировало вопросы, поскольку оно требует источника переменной подачи механической энергии с довольно высокой частотой. В качестве такового авторы внесли предложение «бурбулятор» (bubbler), собранный из двух пластин, между которыми находится проводящая жидкость. При нажатии на подошву через отверстия в нижней пластине поступает газ под давлением, образуя пузырьки.
Они растут и в то время, когда достигают второй пластины, лопаются. Данный повторяющийся процесс заставляет жидкость выполнять высокочастотные циклические перемещения, действенно генерируя электрический ток.
Прототип для того чтобы устройства в предварительных опытах создавал приблизительно 10 Вт на квадратный метр, но теоретические прогнозы дают основания рассчитывать на повышение удельной мощности на три порядка.
В настоящее время авторы ищут промышленного партнёра для созданного ими коммерческого стартапа InStep NanoPower. Они собираются использовать таковой генератор для питания носимых гаджетов по кабелю, или встраивать разные электронные устройства, на пример хот-споты Wi-Fi, конкретно в обувь. Действуя как посредник между мобильным устройством и беспроводной сетью таковой хотспот может экономить ресурс аккумуляторная батарей подключённых гаджетов, в итоге их необходимо будет заряжать в 10 раз реже.