„удо ботинки вырабатывают электричество

01.09.2012, 15:54
»сточник: https://www.3dnews.ru автор: ¬ладимир –оманченко sai@3dnews.ru


стать€ Hybridizing Energy Conversion and Storage in a Mechanical-to-Electrochemical Process for Self-Charging Power Cell, опубликованна€ в августовском номере журнала Nano Letters, в очередной раз подтверждает тезис о том, что за длинным и заумным названием может скрыватьс€ рациональна€ и вполне пон€тна€ иде€.

Ќа этот раз речь пойдЄт о технологии, позвол€ющей эффективно преобразовывать механические движени€ в электричество. ”видев на картинке к статье волшебный ботинок со встроенным преобразователем энергии ходьбы в электрический ток, читатель вправе вскликнуть: Ђƒа сколько раз уже можно писать про эти ботинки!ї




ќ да, обувь-зар€дка так часто мелькает в научных публикаци€х про пьезогенераторы, что действительно успела поднадоесть всем. Ќо сегодн€шний случай Ц особый: новый вид комплексных материалов умеет не только вырабатывать, но и хранить накопленную энергию.

—уть изобретени€, описанного в совместной публикации исследователей из школы материаловедени€ при “ехнологическом университете ƒжорджии (School of Materials Science and Engineering, Georgia Institute of Technology, Atlanta) и специалистов из ѕекинского института наноэнергетики и наносистем при  итайской академии наук (Beijing Institute of Nanoenergy and Nanosystems, Chinese Academy of Sciences, Beijing), сводитс€ к впервые продемонстрированному на практике способу сохранени€ и накоплени€ энергии в химическом веществе из механической энергии в едином устройстве и Ц внимание! Ч без промежуточной генерации электричества!




»ными словами, на практике мы имеем самозар€дную энергетическую €чейку, этакий гибридный аккумул€торный химический генератор, поглощающий механическую энергию без промежуточных преобразований и потерь. —вежо и из€щно, не правда ли?

¬ своих экспериментах в качестве основы самозар€дной энергетической €чейки исследователи выбрали обычную литий-ионную "таблетку"-аккумул€тор, такие нынче широко примен€ютс€ в компактных пультах ƒ”, часах, а раньше были непременным атрибутом каждой материнской платы. ƒл€ начала учЄные удалили обычный полиэтиленовый сепаратор, который в традиционном аккумул€торе раздел€ет два электрода, и заменили его плЄнкой из поливинилиденфторида, обладающего пьезоэлектрическими свойствами и способного генерировать энергию при приложении механического воздействи€.




–аздел€€ электроды батареи, плЄнка ѕ¬ƒ‘ способствует миграции положительно зар€женных ионов лити€ от катода к аноду, при этом происходит самый насто€щий зар€д без какого-либо внешнего приложени€ электрического напр€жени€ Ц сепаратор из плЄнки ѕ¬ƒ‘, создава€ разницу потенциалов между электродами, служит основой самозар€дной батареи, одновременно генерирующей и сохран€ющей энергию. –азумеетс€, ионы лити€ не способны возвращатьс€ обратно немедленно после сн€ти€ механического воздействи€, поскольку, как и в традиционных батаре€х, формируют временный компаунд с материалом анода (LiTiO).

¬от на этом месте в дело вступает пресловутый башмак: полученный генератор величиной с монетку исследователи разместили в подошве и провели замеры энергии, генерируемой и сохран€емой при ходьбе. –езультат оказалс€ следующим: интенсивный шаг с частотой пор€дка 2,3 √ц увеличивает потенциал батареи с 327 до 395 м¬ всего за 4 минуты. –азница в 65 м¬ оказываетс€ значительно больше прироста на 10 м¬, которого удалось получить с помощью раздельного пьезогенератора с плЄнкой ѕ¬ƒ‘, зар€жавшей обычную литий-ионную батарейку с обычным полиэтиленовым сепаратором. “аким образом, пр€мое механически-химическое преобразование в один этап продемонстрировало значительно более высокую эффективность, нежели традиционное двойное механически-электрическое и электрически-химическое преобразование.







’от€ напр€жение и ток, получаемые от этой экспериментальной батареи, невелики, учЄные уверены, что создание энергетического самозар€дного элемента с напр€жением пор€дка 1,5 ¬ не составит особого труда. ¬ качестве ближайших направлений по совершенствованию разработанных ими элементов исследователи вид€т р€д модификаций дл€ большей деформации пьезоэлектрического материала.




  сожалению, и в этой работе ни слова про тот славный момент, когда самозар€жающа€с€ батарейка по€витс€ на прилавках в качестве полезного приложени€ к нашей обуви, гантелькам, велосипедам, мобильникам и т.п.

Ќо всЄ же хочетс€ наде€тьс€, что эта технологи€ недолго задержитс€ в лаборатории. » сбудетс€ наконец-то ¬еликое ѕредсказание уважаемого ћихаила ћихайловича ∆ванецкого, ещЄ во времена –айкина предсказавшего ее перспективы:

јртисты, художники, ревматики, склеротики и прочий боевой отр€д физически недоразвитых людей Ч их надо использовать на тонких работах. ¬от балерина крутитс€.  рутитс€, крутитс€, аж в глазах р€бит. ѕрицепить ее к динамо Ц пусть ток дает в недоразвитые районы.

 лючевые слова:
 иберодежда
робот
робототехника


¬ернутьс€ в рубрику:

 иберодежда


≈сли вы хотите видеть на нашем сайте больше статей то кликните ѕоделитьс€ в социальных сет€х! —пасибо!
—мотрите также:

ќбратите внимание полезна€ информаци€.