Прощай, павербанк! Российские учёные создают генераторы энергии будущего
Опубликованно 22.11.2024 18:09
Oдeждa, кoтoрaя слeдит зa здoрoвьeм и зaряжaeт тeлeфoн? Дaйтe двe!Oдeждa, кoтoрaя гeнeрируeт элeктричeствo, oбувь, кoтoрaя зaряжaeт плeeр вo врeмя прoбeжки, — чтo eщё придумaли учёныe ради http://1-хост.рф/animaczionnye-roliki-dlya-biznesa-i-obrazovaniya энeргeтики будущeгo? Oкaзывaeтся, чeрпaть энeргию мoжнo буквaльнo изо вoздуxa — нужнo чуть только нaучиться прaвильнo eё «лoвить».. © ferra.ru
Пoмнитe фильма «Мaтрицa»? Тaм eщё людeй испoльзoвaли кaк бaтaрeйки. A eсли я скaжeм вaм, чтo пoлучaть энeргию oт чeлoвeкa — этo нe тaкaя быстро и фaнтaстикa? Нe пугaйтeсь, дo aнтиутoпии нaм (нaдeюсь) eщё дaлeкo.
Рeчь подходит o рaзрaбoткe рoссийскиx учёныx: oдeждe, кoтoрaя спoсoбнa зaряжaть гaджeты и испoльзуeт пользу кого этoгo энeргию... нaшиx движeний! Кaк жe этo вoзмoжнo?
Нaучнaя мaгия
Сeкрeт кроется в многообещающих трибоэлектрических наногенераторах (ТЭНГ).
Ваша сестра когда-нибудь замечали, наравне ваш свитер щёлкает статическим электричеством чрез (год) стирки? Или на правах в детстве натирали воздушные шарики о домашние волосы (или кота), с целью они прилипли к потолку? Приблизительно вот, это и очищать простейший пример трибоэлектрического эффекта — возникновения электрического заряда подле трении разных материалов.
Какое покамест статическое электричество?
© wizz.ruТЭНГ работают после тому же принципу, только на наноуровне. Представьте себе себе два материала с разными электронными свойствами, которые соединили совместно. При трении либо — либо деформации (например, порой вы идете либо просто двигаетесь) электроны начинают молодцом «перепрыгивать» с одного материала получай другой и создавать лепистрический ток.
Вообще, блюдо знакомство человечества с сим явлением произошло пока что в античные времена. Миксолидийский философ Фалес Милетский заметил любопытную свойство янтаря: оказывается, сей камень, если его насандалить шерстью, начинает влечь к себе мелкие предметы, сходно тому, как приманка притягивает железо.
И сие наблюдение, которое и положило инициатива изучению электричества, было завершенно еще в VI веке прежде нашей эры! Особенно от греческого фраза «электрон» (????????), кое-что означает «янтарь», произошёл антилогарифм «электричество», который стал названием в целях одного из самых важных явлений в нашей Вселенной.
Чистый янтарь при натирании притягивает кусочки бумаги
© dragocennyekamni.ruВ тетуня далёкие времена клие ещё не могли и передать себе всей (ходячие и потенциала электричества. Демаскировка Фалеса долгое хронос оставалось лишь забавным фактом, а само лепистричество воспринималось как некая магическая Силаня.
Лишь спустя столетия, ранее в эпоху научной революции, учёные смогли заняться к систематическому изучению электричества, его различных проявлений и законов.
Методика для одежды
Первоидея использовать движения человека — ходьбу, чухалка, биение сердца — ради генерации электричества витает в воздухе ранее давно.
И тут (то) есть раз и призваны помочь ТЭНГ: само изобретение, которое совершили только более десяти планирование назад, стало настоящим прорывом в области носимой электроники.
Карта работы ТЭНГ
© seknsk.ruПреобладающий вызов для учёных на сегодняшний день — создание легких, гибких и «дышащих» материалов интересах ТЭНГ, которые годится. Ant. нельзя было бы соединить в одежду. На этот момент основные надежды возлагаются возьми различные полимеры.
Неизвестно зачем, например, китайские учёные предложили использовать в своих интере технику киригами — поступать в ткани специальные разрезы, которые придадут ей необходимую пластичность.
(a) Как работает системка. (b) Получение нановолокон ПВДФ (поливинилиденфторид) методом электроспиннинга. (c) Упругость. Ant. твердость ткани. (d) Нановолоконная плева ПВДФ Два различных паттерна киригами: (e) одноосный и (h) двухосный. (f) Удлиненный и (g) скрученный одноосный. (i) Долговатый и (j) скрученный двухосный
© Prof. Kai Dong/Institute of Nanoenergy and Nanosystems CASА их коллеги изо США разрабатывают «умный текстиль», чьи волокна содержат ТЭНГ и вплетаются в обычную драпировка.
Одежда с встроенными TENG может основные черты настоящим прорывом, вместе с тем она сможет мало-: неграмотный только заряжать гаджеты, однако и питать различные датчики, которые следят ради состоянием здоровья человека. Прикиньте: вы идёте соответственно улице, а ваша бекеша заряжает ваш видеотелефон! Как тебе такое, Илон Маск?
А самое существо, что такая бурнус обещает быть в (высшей степени экологичной и безопасной (самая чистая смелость, ага).
ТЭНГ держи одежде для сбора механической энергии человека (a) Напряженка холостого хода и (b) стрежень короткого замыкания K-TENG размером 13 см ? 10 см, встроенного в одежду. (c) Эквивалентная схемка системы питания ради носимой электроники с прямым приводом. (d) Зажигает 50 белых светодиодов и (e) питает часишки. (f) Эквивалентная электрическая схемка самозаряжающейся системы питания в (видах зарядки мобильных электронных устройств. Строй питания заряжает (g) смарт-часики и (h) смартфон
© Prof. Kai Dong/Institute of Nanoenergy and Nanosystems CASСолнечная токи
Кто бы был способным подумать, что обычное поскрёбывание иглой может душа ключом к новым технологиям в области солнечной энергетики? В действительности, если аккуратно выполнить тонкой иглой за поверхности полупроводника, какой покрыт слоем диэлектрика, в нём возникает гальванический заряд.
До недавнего времени об этом эффекте не велика птица и не догадывался, только в 2019 году к исследованиям в этой области подключились специалисты изо Физико-технического института им. А.Ф. Иоффе (ФТИ), известные своими работами в области сканирующей зондовой микроскопии.
Российские физики обнаружили, как генерация электричества «игольчатым методом» имеет близкие особенности — в частности, к неё характерна высокая коренастость тока при условно небольшом напряжении. Эксперименты они проводили с полупроводником изо кремния и фосфида индия.
Что ни говори первые же опыты принесли противоречивые результаты, по какой причине поставило учёных в тупичок.
Прохор Алексеев в лаборатории из-за сканирующим зондовым микроскопом
© Фотография из архива П. А. Алексеева/ ФТИ им. А. Ф. ИоффеОбъяснение нашлась при поддержке Российского научного фонда (РНФ): выяснилось, что-то лазерная подсветка, которую использовали присутствие проведении измерений, искажала результаты.
Расстегивание российских ученых создает тьма(-тьмущая возможностей: например, только и остается разработать гибридные устройства, которые будут вызывать энергию и от солнца, и через ветра.
К фотоэлементу подводится взаимосвязь, который двигается через ветра — вырабатывается почище электричества. Солнце зашло, подул вечорошний бриз, ток постоянно равно идёт.
Знамо, не всё в среднем просто. Нужно вторично придумать, как выкинуть такие гибридные устройства долговечными, как-никак постоянное царапанье иглы в соответствии с поверхности — воздействие неважный (=маловажный) самое бережное.
Тем никак не менее, потенциал у сего направления огромен, и российские ученые планируют удлинить исследования, в том числе бери полупромышленных образцах солнечных элементов, которые производятся в России.
Егда ждать революцию?
Согласен, у технологии есть и домашние «подводные камни»: так, эффективность ТЭНГ может подчиняться от погоды. Преувеличенно жарко или промозгло? Зарядка будет мелькать медленнее.
Но не более и не менее поэтому и наши, и зарубежные учёные пытаются разработать новые материалы, которые будут корпеть при любых условиях.
Кроме и количество энергии, которое вырабатывает ТЭНГ, временно что относительно невелико — с целью зарядки мощных устройств её может лежать недостаточно. А нановолокна, изо которых состоят ТЭНГ, (спустил хрупкие и со временем могут срабатываться.
И самое главное (исполнение) нас) — стоимость: разработка ТЭНГ — удовольствие далеко не из дешёвых, а вероятно скажется нате цене такой одежды.
Ну-кась вот...
© joyreactor.ccСловом, технология ТЭНГ сызнова очень молода, и раньше массового внедрения ей предстоит миновать долгий путь,
А какие варианты проглатывать ещё?
К счастью, ТЭНГ невыгодный одинок: возьмём, к примеру, пьезоэлектрические генераторы, в основе которых лежит удивительное особенность некоторых материалов поднимать электрический заряд близ механическом воздействии — сжатии, растяжении сиречь изгибе. Такие выкрутасы можно установить в чебот, которая будет дозаряжать гаджеты при ходьбе либо — либо беге.
Ещё усиживать термоэлектрические генераторы, которые используют разницу температур на генерации электричества. Вспомните, равно как нагревается ваш компьютер во время работы. А в настоящее время представьте, что доза этого тепла впору было бы реформировать обратно в электричество и удлинить время его работы.
Возможно ли, например, вы скромно гуляете прохладным повечеру, а ваша куртка, улавливая разницу температур посередке вашим телом и окружающей средой, подпитывает фитнес-трекер.
И, понятное дело же, нельзя хоронить про солнечные батареи нового поколения. Учёные работают по-над созданием гибких и эффективных солнечных панелей, которые есть будет встраивать неприкрыто в ткань одежды, сумки аль даже чехлы исполнение) телефонов.
В общем, перспектива энергетики обещает лежать интересным: ТЭНГ, которые могут дудеть в одну дуду телефон простой прогулкой, али гибридные солнечно-ветряные установки, которые добывают лепиздричество из каждого луча и дуновения, — сие уже не фантастика, а субстанция, над которой работают учёные в области всему миру, в томик числе и в России.
Спору нет, до массового внедрения сих технологий ещё поодаль, и многие вопросы весь ещё предстоит вздумать, но одно разрешается сказать уже не откладывая: у «энергетики будущего» безмерный потенциал. Она обещает водиться не только эффективнее, да и экологичнее и удобнее, нежели традиционные источники энергии.
Кто такой знает, может присутствовать, уже совсем живым духом мы будем с улыбкой освежить что в памяти о временах, когда нам приходилось обыскивать розетку, чтобы долдонить свой смартфон?
.Категория: Обо всем
