Энергия, которую мы не замечаем: создано устройство, генерирующее электричество из окружающих вибраций

Энергия, вырабатываемая человеческими шагами или движением транспорта, обычно пропадает напрасно, однако инженеры стремятся направить ее на питание датчиков и другой небольшой электроники. На этот раз разработчикам удалось создать систему, гораздо более эффективную, чем существующие, пишет Interesting Engineering

Технология, известная как пьезоэлектрический сбор энергии, основана на материалах, которые вырабатывают ток при изгибе. Стандартные сборщики, напоминающие миниатюрные трамплины, работают на одной частоте и растрачивают значительную часть потенциала своего материала.

Чтобы преодолеть эту проблему, ученые разработали конструкцию, которая заменяет обычное движение сгибания равномерным растяжением. В ее основе лежит тонкая пленка из поливинилиденфторида (PVDF), барабанная мембрана, позволяющая всей поверхности изгибаться и генерировать электроэнергию. Это равномерное распределение повышает эффективность генерации энергии.

Благодаря балансу между силой тяжести и инерцией, небольшой скользящий груз автоматически смещается с изменением вибраций. Когда окружающее движение усиливается, он скользит наружу и снижает собственную частоту устройства. Когда тряска утихает, сила тяжести притягивает его обратно внутрь, снова повышая частоту. Это позволяет системе перенастраиваться на ходу, захватывая больше энергии без внешнего управления.

"Городские вибрации редко остаются постоянными — спады движения, изменения погоды и ежедневный распорядок создают неравномерный ритм — и сборщик фиксированной частоты не может успевать за ними, теряя эффективность с изменением условий. Однако самонастраивающаяся конструкция подстраивается на лету", — отметили в издании.

В ходе испытаний новая система генерировала почти вдвое больше мощности, чем стандартные модели, а также работала почти вдвое в более широком диапазоне частот. В одном из испытаний было зафиксировано выходное напряжение почти 29 вольт, что достаточно для питания небольшого устройства.

Фокус также сообщал, что исследователи из Канады разработали устройство, которое может превращать сельскохозяйственные отходы в чистую электроэнергию, используя капли воды.