В будущем шаги смогут заряжать мобильную электронику

обувь для зарядки смартфонаКогда вы на ходу, а аккумулятор смартфона оказался разряжен, в не столь отдалённом будущем можно будет зарядить его, просто подключив к вашей обуви.

Инновационная технология по сбору и хранению энергии, разработанная компанией инженеров-механиков в Висконсинском университете в Мадисоне (США), может значительно снизить зависимость от стационарного подзаряжения смартфона или портативных зарядных устройств, ведь энергию батареи можно будет пополнять практически везде, где мы находимся, даже не отвлекаясь на это, будь то на прогулке, на пробежке или в тренажёрном зале.

В статье, опубликованной 16 ноября 2015 года в журнале «Научные Доклады» (Scientific Reports), Том Крупенкин, профессор машиностроения в Висконсинском университете в Мадисоне и Эшли Тейлор, старший научный сотрудник машиностроительного факультета в том же университете, рассказали про разработку технологии накопления и сохранения энергии, которая больше всего подходит для сбора энергии в результате человеческого движения и передачи её мобильным электронным устройствам.

Принцип действия технологии позволяет встраивать специальный преобразователь в обувь. В момент ходьбы, накапливаемая в преобразователе энергия, сохраняется для её дальнейшего использования.

Кроме спортсменов, самоподзаряжающая обувь может быть полезной жителям отдалённых регионов, с перебоями подачи электроэнергии или туристам, чьё длительное путешествие совсем не предполагает своевременную стационарную зарядку телефонов или других устройств.

энергия ходьбы«Человеческая ходьба несёт в себе много энергии», говорит Крупенкин. Теоретические оценки показывают, что она может производить до 10 ватт, и эта энергия растрачиается в пустую, просто в виде тепла. В общей сложности 20 ватт при ходьбе не мелочь, особенно по сравнению с требованиями к электропитанию большинства современных мобильных устройств. Учёные подсчитали, что количества шаговой энергии достаточно для питания широкого спектра мобильных устройств, включая смартфоны, планшеты, портативные компьютеры и фонарики. Например, типичный смартфон требует около двух ватт.

Тем не менее, традиционные подходы к преобразованию и накоплению энергии работают не очень хорошо для относительно малых смещений и больших сил поступи, по мнению исследователей. «Таким образом, мы разрабатываем новые методы прямого преобразования механического движения в электрическую энергию, которые подходят для этих приложений», говорят учёные. Новая технология энергонакопителей действует по принципу «обратного электросмачивания». Это явление было открыто Крупенкиным и Тейлором в 2011 году. В основе системы лежит взаимодействие токопроводящей жидкости со специальной поверхностью, покрытой наноплёнкой. В результате механическая энергия преобразуется в электрическую.

Способ обратного электросмачивания может генерировать полезную мощность, но требует источник энергии с достаточно высокой частотой, например, механическую вибрацию или быстрое вращение.

«И всё же наша среда полна низкочастотных механических источников энергии, таких как движения человека или механизмов, и наша цель состоит в том, чтобы черпать энергию из этих типов низкочастотных источников», говорит Крупенкин.

энергия зарядки смартфонаНачальные исследования выявили, что принцип электросмачивания сам по себе не способен решить один из вопросов преобразования энергии из движений низкой частоты. Чтобы преодолеть это, исследователи разработали подход, который назвали методом «барботёра», дополняющего обратное электросмачивание. Барботёр — устройство, не содержащее подвижных частей. Он состоит из двух плоских пластин, разделённых небольшим промежутком, заполненным проводящей жидкостью. Нижняя пластина покрыта крошечными отверстиями, через которые образуются пузыри. Количество пузырьков постепенно растёт, пока они не достигают верхней пластины, вызывающей их разрушение. Быстрый повторяющиеся рост и коллапс пузырьков в проводящей жидкости создаёт электрический заряд. «Высокая частота, которая нужна для эффективного преобразования энергии, исходит не от механического источника, а вместо этого она уже заложена в барботёре», говорит Крупенкин.

Учёные считают, что их метод способен создавать достаточное количество энергии и заряжать мобильные устройства через зарядный кабель или с помощью встроенных в обувь электронных устройств, таких как, например, «горячая точка» Wi-Fi, которая действует как «посредник» между мобильными устройствами и беспроводной сетью. Причём принцип Wi-Fi здесь является одним из лучших вариантов, ведь он не требует никаких кабелей, резко сокращает потребность в электроэнергии беспроводных мобильных устройств, и может сделать батарею мобильного телефона в 10 раз дольше без подзарядки.

Источник: Science Daily

 

 

Вы можете оставить комментарий, или ссылку на Ваш сайт.

Оставить комментарий

*


ВверхВверх