Ученые из Университета штата Северная Каролина разработали способ преобразовать движение в электрическую энергию при помощи мягкого и эластичного устройства, которое может функционировать даже в условиях повышенной влажности.
«Мир изобилует механической энергией, такой как движение тела, ветровая энергия, волновая энергия, вибрации мотора. Мы придумали и разработали устройство, превращающее такое механическое движение в электроэнергию. Одно из главных его достоинств — отличные показатели работы даже довольно глубоко под водой», — сказал автор проекта, профессор биомолекулярной и химической инженерии Майкл Дики.
Сердцем энергетического комбайна является жидкометаллический сплав галлия и индия. Этот сплав помещен в гидрогель — мягкий, набухший водой полимер.
Вода внутри гидрогеля имеет в своем составе растворенные соли, которые называются ионами. Это соли собираются на поверхности металла, вызывая в нем заряд. С увеличением площади металла обеспечивается и большая поверхность для притяжения заряда. Так генерируется электричество, улавливаемое проводом, который крепится к устройству.
«Так как наше устройство мягкое, любое движение может его деформировать, включая растяжение, сжатие и скручивание, — говорит Дики. — Из-за этого его можно назвать универсальным для сбора механической энергии. Гидрогель, к примеру, достаточно эластичен, чтобы иметь возможность растягиваться пятикратно».
Во время проведения экспериментов ученые-исследователи выяснили, что деформация девайса всего на несколько миллиметров генерирует плотность энерговыделения примерно в 0,5 мВт/м2. Такое количество энергии сопоставимо с некоторыми популярными классами технологий сбора энергии.
«Тем не менее, в отличие от нашей технологии, другие во влажной среде работают плохо, а то и не работает вообще, — сказал Дики. — С этой уникальной функцией становится возможно применение во множестве областей, от биомедицины до заканчивая спортивной одежды. Кроме того, устройство технически простое, а так как в перспективе есть способ увеличения мощности, мы считаем описанную работу полноценной демонстрацией рабочей концепции».
У исследователей уже есть два проекта в работе. Один из них направлен на использование этой технологии для питания носимых устройство за счет увеличения выходной мощности комбайна. Второй проект связан с получением энергии океанических волн.
