Уникальная палатка генерирует электричество от ветра, движения и звука
Ученые разработали палатку, которая извлекает энергию из собственного движения — эта необычная технология сможет в будущем обеспечивать питанием небольшие устройства в убежищах, зонах бедствий и лагерях, где нет доступа к электросети.
Светлана ЛевченкоАвтор новостей
Секрет палатки, разработанной специалистами Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе, заключается в уникальном свойстве материала, из которого она сделана — магнитоупругости, которая превращает движение сгибания и растяжения в электрическую энергию.
Магнитоупругость, впервые описанная в 1865 году физиком Эмилио Виллари, представляет собой изменение плотности магнитного потока материала при приложении механического напряжения в присутствии внешнего магнитного поля. Новая палатка использует слои умного текстиля, которые реагируют на движение внутри и вокруг нее. Ветер, перемещение человека внутри или сгибание ткани при установке — все это вносит вклад в выработку энергии, превращая само укрытие в часть энергосистемы.
Когда материал сгибается, сминается или растягивается, его магнитное состояние меняется, и это изменение преобразуется в электрическую энергию посредством индукции. В пол палатки вшиты магнитоупругие ленты, а крыша представляет собой слоистую структуру, в которое объединены проводящие волокна и магнитоупругая пленка.
В ходе исследования ученые выяснили, что простукивание рукой небольшого образца магнитоупругого текстиля зарядило конденсатор емкостью 0,22 микрофарада до 5,8 вольт за 1,5 секунды. Это эквивалентно заряду, который можно увидеть в крошечном конденсаторе на маломощном сенсорном узле. Для питания смартфона этого слишком мало, но речь о демонстрационном образце в эксперименте, который наглядно показал: даже небольшой фрагмент материала способен собирать энергию.
Ученые уже показывали, что магнитоупругие устройства могут генерировать электричество от движений тела, звука и других механических воздействий, но новое исследование масштабировало эту концепцию до более крупных изделий из магнитоупругой ткани. Технологию можно будет использовать в местах, где доступ к электричеству ограничен, ненадежен или вообще отсутствует, и даже скромная выработка энергии позволит запитать светодиодную лампу, небольшой обогреватель или зарядить телефон.
Разработка стала ответом на непрактичность привычных нам портативных убежищ: людям в них нужна энергия, но генераторы требуют топлива, батареи добавляют вес и требуют обслуживания, а солнечные панели зависят от солнечного света. В отличие от солнечной установки, такой палатке не нужно яркое солнце для выработки энергии. Ветер, манипуляции с тканью и обычное движение внутри или снаружи убежища вносят вклад в выработку энергии, и система может продолжать накапливать электричество, пока ткань продолжает изгибаться.
Ученые подчеркивают, что разработанная ими технология нацелена на маломощную электронику. В нынешнем виде палатка представляет собой дополнительный источник питания, а не замену сетевому электричеству или аккумулятору большой емкости. Остаются и открытые вопросы: каков будет реальный выход энергии в заполненной палатке в реальных условиях, насколько долговечна ткань, которой предстоит многократное складывание, натяжение, пребывание под дождем и снегом, можно ли выпускать такие конструкции массово и недорого. Тем не менее работа демонстрирует, что в будущем укрытие сможет не только защищать от дождя и ветра, но и обеспечивать себя электричеством.
Ранее ученые превратили «золото дураков» в материал для электроники.
Поделиться
