Даже небольшие движения можно превратить в электричество

Как показали многочисленные исследования, кинетическая энергия наших с вами движений может выступать одним из эффективных источников для создания электричества. Новая разработка исследователей из Университета Вандербильта – ультратонкий материал в качестве генератора – также позволит использовать даже небольшие по амплитуде движения рук, превращая их в полезную электрическую энергию.

Современные смартфоны, мобильные телефоны и другие портативные электронные устройства требуют использования аккумуляторных батарей в качестве необходимых источников питания для своих электрических цепей. Однако с ростом производительности и мощности данных гаджетов возникает проблема в недостаточной емкости аккумулятора, которая в большинстве случаев не обеспечивает требуемую автономность.

Вот разработчики электроники и придумывают всевозможные преобразователи, чтобы хотя бы частично решить данную проблему. Одной из таких разработок и является новая работа ученых из Университета Вандербильта.

Новый ультратонкий генератор создан с использованием пьезоэлектриков – материалов, которые способны генерировать электрический заряд при деформации (сжимании, растягивании и кручении). В данном случае используется многослойная структура из черного фосфора. Слои этого вещества толщиною всего в несколько атомов даже при малейшем взаимном перемещения способны генерировать электрический заряд.

Новый генератор, который размещается на руке вблизи локтя, как показали исследования, эффективно функционирует даже при самых незначительных движениях. Такие движения наше тело осуществляет в течение дня постоянно, даже если мы не выполняем каких-либо существенных действий. Даже когда человек стоит, сидит или лежит можно наблюдать малейшие перемещения за счет работы мышц и внутренних органов.

По словам команды разработчиков, КПД (коэффициент полезного действия) их нового электрического генератора составляет 25 %, что намного больше по сравнению с максимум 10 % у других аналогичных разработках.

Новый материал способен генерировать примерно 40 мкВт электрической мощности на квадратный фут (примерно 0,1 м2). Причем он сохраняет свою работоспособность даже при небольших перемещениях частотою до 0,01 Гц.

Что касается электрических параметров нового генератора, то их явно недостаточно для обеспечения питанием даже простейшего мобильного электронного устройства. Тем не менее команда исследователей не собирается останавливаться на достигнутом и считает результаты своей работы весьма обнадеживающими. В будущем они собираются значительно увеличить электрическую мощность и тем самым сделать новое устройство пригодным для дальнейшего массового использования.

Источник информации: Университет Вандербильта (https://news.vanderbilt.edu/)