Ультратонкое устройство помогает пешеходам заряжать аккумуляторы своих телефонов

Новое устройство толщиной всего в 1/5000 волоса способно извлекать энергию, даже когда мы двигаемся очень медленно и плавно.

Ученые из Университета Вандербильта (США) только что создали крошечный энергосборный материал, способный извлекать энергию из движений человека.

Устройство можно поместить в несколько слоёв одежды и заряжать во время повседневных движений. Собранную электроэнергию можно использовать для зарядки смартфонов, планшетов и других персональных электронных устройств.

Новое устройство использует избыточную энергию, получаемую от движений человека.

«Я надеюсь, что в будущем мы все сможем заряжать свои персональные устройства, собирая энергию прямо во время движения», — сказал Кэри Пинт, исследователь проекта.

В прошлом было проведено множество исследований с целью сбора доступной энергии из имеющихся источников, таких как извлечение энергии из вибраций и деформаций, извлечение энергии из изменений температуры или сбор энергии из света, радиоволн и других форм излучения...

Однако одним из ценных источников энергии, который до сих пор упускался из виду, является избыточная энергия, получаемая от движений человека. Хотя учёные создали определённые материалы, они могут эффективно работать только на частотах более 100 колебаний в секунду, что невозможно для большинства обычных движений человека.

Новое устройство толщиной всего в 1/5000 волоса способно извлекать энергию, даже когда мы двигаемся очень медленно и плавно.

«По сравнению с другими материалами этот материал обладает двумя фундаментальными преимуществами: во-первых, толщиной, а во-вторых, чувствительностью», — сказал Пинт. «Этот материал настолько тонкий и маленький, что его можно прикреплять к слоям нитей, не влияя на ощущение ткани. В частности, он может собирать энергию от движений с частотой ниже 10 Гц (10 раз в секунду), что соответствует движению человека».

В исследовании ученые использовали графен и два слоя черного фосфора — материала, который всегда привлекал нанотехнологов своими электрооптическими и электрохимическими свойствами.

Сборщик энергии создается путем помещения графена (электролита) между двумя одинаковыми электродами из черного фосфора. Электроды формируются в результате химического процесса взаимодействия слоя черного фосфора с этим электролитом.

Вместе эти 2D-материалы обладают способностью изгибаться и генерировать энергию.

Исследователи проводят испытания прототипа.

Прототип, разработанный командой, может генерировать энергию от движений ниже 10 Гц (10 движений в секунду) и даже 0,01 Гц (1 движение за 100 секунд).

На вопрос о безопасности материала Пинт уверенно ответил, что пользователи никогда не столкнутся с коротким замыканием этого устройства, которое может привести к возгоранию или взрыву, как у многих других электротехнических изделий.

«Обычно батареи перегорают, когда расходуются положительные и отрицательные электроды устройства; в этом новом материале, поскольку имеются два идентичных электрода, расход влияет только на способность вырабатывать электроэнергию», — добавил Пинт.

В будущем команда продолжит совершенствовать устройство, чтобы увеличить его способность извлекать электроэнергию, поскольку на данный момент новое устройство вырабатывает сравнительно низкие напряжения в диапазоне милливольт (мВ).

По данным Khoahoc.tv