Мы привыкли жить в постоянном беспокойстве о низком заряде батареи. Внешние аккумуляторы, кабели повсюду, лихорадочная гонка до ближайшей розетки. А что, если бы существовал способ заряжать смартфон, просто занимаясь повседневными делами? Адам Абу Така из Университета штата Аризона создали генератор для зарядки смартфонов, который работает 24 часа в сутки, используя энергию, которую естественным образом вырабатывает ваш организм. Движение, тепло, трение: три силы, которые превращаются в электричество в устройстве толщиной менее 24 миллиметров.
Зарядное устройство для смартфона, которое никогда не отдыхает
Думали ли вы, что солнечные панели — это вершина энергетических инноваций? Приготовьтесь к переменам. Генератор Abu-Taqa — это прорыв в области зарядки смартфонов, поскольку он не зависит от какого-либо внешнего источника. Ни солнца, ни ветра, ни электрических розеток. Только вы и ваша обычная повседневная рутина.
Фактически устройство использует три различных физических принципа в одном элегантном решении. Первый источник — la пьезоэлектричество: Каждый раз, когда вы касаетесь, нажимаете или сгибаете генератор, вырабатывается электрический ток. Второе - это la термоэлектричество: тепло вашего тела и окружающей среды преобразуется в энергию. Третий - la трибоэлектричество: трение, создаваемое движением, вырабатывает электричество посредством трения между различными поверхностями.
Короче говоря, ходьба, жесты и даже дыхание становятся действиями, которые питают ваш телефон. Это как иметь личную электростанцию, которая следует за вами повсюду, невидимая и бесшумная.
Как работает «волшебное прикосновение»
Гениальность проекта заключается в простоте его конструкции. Генератор состоит из трех слоев различных материалов, каждый из которых специализируется на определенном виде сбора энергии. Первый слой содержит пьезоэлектрические материалы, реагирующие на механическое давление. Когда вы идете или перемещаете устройство, этот слой генерирует электричество.
Второй слой Это термоэлектрический прибор, который использует разницу температур между вашим телом (около 37 градусов) и окружающей средой для выработки электроэнергии. Это тот же принцип, который используется космические зонды для питания в космосе, но миниатюризированный и оптимизированный для повседневного использования.
Третий слой Это трибоэлектрический метод, возможно, самый интересный. Он использует статическое электричество, которое естественным образом возникает при соприкосновении и разъединении двух разных материалов. Вы когда-нибудь чувствовали это ощущение, когда снимаете шерстяной свитер и слышите тихие «щелчки»? Теперь генератор улавливает именно такую энергию и превращает ее в пригодное для использования электричество.
Все три слоя работают одновременно, создавая постоянный поток энергии, который затем сохраняется во встроенной батарее. Результат? Устройство, которое никогда не останавливается, как и наногенераторы, преобразующие вибрации в энергию.
Лист, который меняет все для зарядки вашего смартфона
Размеры действительно впечатляют: Гибкое устройство толщиной менее 5 миллиметров можно интегрировать непосредственно в смартфоны или носить как аксессуар. Абу-Така описывает его как «электронную таблицу», которую можно даже вшить в одежду или встроить в повседневные предметы.
Его можно будет интегрировать в чехлы для смартфонов, преобразуя каждое прикосновение и движение в энергию. Или он может стать частью «умной одежды» будущего, создав распределенную сеть генерации энергии на наших телах.
Зарядка смартфона: когда энергия повсюду
Но сколько энергии на самом деле может вырабатывать этот генератор? Предварительные испытания показывают многообещающие результаты, хотя Abu-Taqa пока не опубликовала окончательные данные о производительности. Что мы знаем наверняка, так это то, что этот принцип работает: Предыдущие исследования гибридных генераторов они продемонстрировали возможность получения высоких напряжений и значительных токов путем объединения пьезоэлектричества и трибоэлектричества.
С другой стороны, идея использования человеческого тела в качестве источника энергии не нова. Уже В 2020 мы видели такие устройства, как HydraCell Power Cube, генерирующий энергию из воды и соли, но генератор Абу-Така представляет собой крупный качественный скачок, поскольку он объединяет три различных источника в одном сверхкомпактном устройстве.
Настоящая сила этого проекта заключается в его универсальной применимости. Он работает в ситуациях, когда доступ к электроэнергии ограничен или невозможен: отдаленные районы, чрезвычайные ситуации, мероприятия на открытом воздухе. Представьте себе, что вы путешествуете в походе целую неделю и ваш телефон всегда заряжен, просто ходя по улице и живя обычной жизнью.
Будущее зарядки смартфонов между премией Джеймса Дайсона и коммерциализацией
Признание премии Джеймса Дайсона не является совпадением. Эта награда, которая уже наградил такие инновации, как пластиковый сканер и устройства для помощь слепым пловцам, фокусируется на изобретениях, которые решают реальные проблемы с помощью инновационных решений.
В настоящее время Абу-Така работает над тем, чтобы перевести проект из стадии концепции в стадию промышленного прототипирования. Целью является сотрудничество с энергетическими компаниями для разработки рыночнопригодной версии устройства. Это будет непросто: самой большой проблемой станет сохранение доступной стоимости без ущерба для производительности.
Приложения могут выходить далеко за рамки зарядки смартфона. Подумайте об имплантируемых медицинских устройствах, которые могли бы получать питание от вашего сердцебиения, или датчиках Интернета вещей, которые никогда не потребуют обслуживания. Трибоэлектрическая технология, в частности, демонстрирует огромный потенциал в области носимых и автономных устройств.
Энергия из ничего или почти из ничего
Не ожидайте, что вы сможете полностью зарядить iPhone за пять минут, просто прогуливаясь, но идея постоянного потока энергии, который обеспечивает бесперебойную работу устройства или увеличивает его радиус действия, привлекательна. Особенно если учесть, что исследования наногенераторов добивается устойчивого прогресса в повышении эффективности и снижении затрат.
Абу-Така прогнозирует, что в ближайшие годы мы увидим все больше подобных устройств, интегрированных в нашу повседневную жизнь. Не только для зарядки смартфона, но и для питания всей экосистемы гаджетов и датчиков, которые нас окружают.
И подумать только, что все началось с простого вопроса: зачем тратить энергию человеческого движения, если мы могли бы ее использовать? Иногда лучшие инновации рождаются из самых очевидных вопросов, которые задают все, но мало у кого хватает смелости воплотить их в жизнь. Абу-Така сделал это, и результат навсегда изменит наше отношение к портативной энергии.
