Venerabilul radio de cristal există de la începutul anilor 1900, dar dintr-un motiv foarte unic, oamenii le construiesc și le folosesc și astăzi. Nu este deosebit de puternic, nu va apuca stații îndepărtate, iar estetica sa cu siguranță nu-i va impresiona pe prietenii tăi. Cu toate acestea, această minune din vechea școală oferă un singur avantaj pe care nici un alt radio nu îl poate: Funcționează fără surse tradiționale de energie. Așa este - fără cablu, fără baterii, fără roți de hamster.
Cum este posibil acest lucru? Deoarece radiourile de cristal preiau toată puterea de care au nevoie de undele radio.
Destul de cool, nu?
Undele radio, vezi, sunteți energie. Funcționează astfel: posturile radio convertesc sunetul în unde radio care apoi se deplasează, cu viteza luminii nu mai puțin, omnidirecțional de la transmițător. Aceste unde sunt, în esență, câmpuri electromagnetice - forme de energie electrică nu prea diferite de puterea care curge către prizele dvs. de curent alternativ, doar că sunt pulverizate în toate direcțiile. Cantitatea fracțională care ajunge de fapt la casa ta nu este deloc foarte puternică.
Lipsit de alte surse de energie, radioul de cristal trebuie să „recolteze” cât mai mult din câmpul electromagnetic care se apropie. O face cu o antenă destul de considerabilă (de obicei o întindere lungă de sârmă de cupru), o „bobină” reglată la frecvența (numărul de unde pe secundă) al stației dorite, un „detector” pentru a extrage semnalul audio și un căști pentru a converti semnalul audio înapoi în unde sonore.
Deși radioul de cristal în sine a căzut din modă cu ceva timp în urmă, partea „recoltării de energie” a ecuației - prin care puterea este înghițită, atât la propriu, cât și la figurat, din aer - este acum în mijlocul unei renascențe notabile. De la valorificarea energiei frenetice a unui club de dans până la utilizarea căldurii degajate de corpul uman, inginerii caută în lumea din jur surse de energie neexploatate. Și obținerea de rezultate. Iată de ce prizele și bateriile nu mai sunt suficient de bune și ce fac oamenii de știință în acest sens.
Este vorba despre foamea noastră de putere. Ne începem zilele operând diferite dispozitive în jurul caselor noastre - ceasuri cu alarmă, prăjitoare de pâine, oale de cafea. Apoi sărim în mașina noastră, care are însăși o sete nestinsă de energie și mai mare. Sau poate luăm autobuzul, jucând cu notebook-ul sau tableta sau smartphone-ul sau playerul de muzică sau sistemul de jocuri portabil pe parcurs. În cele din urmă, întreaga noastră zi se desfășoară așa cum a început - depinde de diferite forme de electricitate pentru a face ceea ce trebuie să facem.
Suprasarcină de consum
Recoltarea undelor radio
Recoltarea energiei piezoelectrice
Recoltarea energiei termoelectrice
Recoltarea energiei mișcării umane
Înapoi din viitor
Suprasarcină de consum
Există mai mult de câteva lucruri în neregulă cu această imagine. În primul rând, indiferent dacă cumpărăm în permanență baterii noi, reîncărcăm reîncărcabilele sau pur și simplu funcționăm dispozitive cu curent alternativ, energia este o resursă costisitoare, care drenează portofelul, pe care niciodată nu pare să o oprim din consum.
În afară de costul monetar de a rămâne sucit, există și costuri pentru planetă. Potrivit Agenției pentru Protecția Mediului (EPA), americanii achiziționează anual aproape trei miliarde de baterii cu celule uscate pentru a rula aparate de radio, jucării, telefoane mobile, ceasuri, computere mobile și instrumente electrice portabile. Și chiar și în societatea oarecum iluminată de astăzi, marea majoritate a acestora sunt aruncate în cele din urmă în gropile de gunoi. Aici se vor descompune de-a lungul deceniilor, lipind tot felul de substanțe caustice în solul și apele subterane din jur. Și acesta este doar vârful aisbergului - de la baraje hidroelectrice la centrale nucleare și generatoare de motorină, setea noastră de wați ciocănește planeta.
„Deoarece multe dintre componentele electronice personale și portabile pe care le folosim acum nu necesită multă energie electrică pentru început, oportunitățile de recoltare a unor cantități de energie neglijabile anterior apar peste tot.” |
Acesta este locul în care recoltarea energiei poate economisi ziua. Turbinele eoliene și energia solară vin imediat în minte ca exemple de modalități de a exploata mediul din jurul nostru pentru o energie curată, dar ambele sunt limitate de disponibilitatea sursei de energie pe care o recoltează. Nu puteți apuca aproape la fel de multă energie când vântul nu bate sau soarele nu strălucește.
Cu toate acestea, există un alt nivel de recoltare a energiei la o scară mai mică. Deoarece multe dintre componentele electronice personale și portabile pe care le folosim acum nu necesită multă energie electrică, încep să apară peste tot oportunități de recoltare a unor cantități neglijabile anterior de energie.
Și ar putea însemna telefoane, playere de muzică și laptopuri pe care nu va trebui să le mai încărcați niciodată.
Curea pe antene: Recoltarea undelor radio
Una dintre cele mai proeminente abordări pentru extragerea electricității din aerul subțire dă clar din cap venerabilului radio de cristal. Recoltează energie, deloc surprinzător, din undele radio.
La Centrul pentru Cercetări Wireless al Universității Bedfordshire din Luton, Marea Britanie, un trio de oameni strălucitori au lucrat la o soluție de recoltare a undelor radio, care cred că într-o zi nu numai că va reduce dependența consumatorilor de baterii și curent alternativ, dar va reduce și impact asupra mediului nostru.
Am vorbit cu Ben Allen, care conduce echipa, pentru a afla mai multe. Allen și asociații săi au câștigat atenția internațională în februarie, când au anunțat că vor dezvolta tehnologia și au depus o cerere de brevet pentru recoltarea undelor radio. Unele mișcări au sugerat că a fost prima mondială, deși grupul lui Allen nu este decât unul dintre numeroasele din lume care caută aceleași perspective. Într-adevăr, remarcabilul om de știință sârbo-american și certificat cerebral Nikola Tesla a demonstrat fenomenul de transmitere a energiei fără fir în urmă cu mai bine de un secol. Cu toate acestea, Allen și echipa sa au dus tehnologia la un punct pe care îl au câțiva alții. Potrivit lui Allen, soluția propusă de echipă se concentrează pe banda de frecvență „care este în jur de 1 MHz și este uneori numită„ banda AM ”. Nu trebuie să fie aceste semnale din care colectăm energie, dar ne-am concentrat asupra undelor medii, deoarece credem că au avantaje în comparație cu undele de înaltă frecvență ".
În centrul conceptului se află o antenă - o antenă pe care Allen o compară cu o moară de vânt. „Unda (radio) induce un curent în antenă, pe care îl convertim în DC și îl aplicăm dispozitivului care necesită alimentare. Cu cât este mai mare antena, cu atât este disponibilă mai multă energie. Antena este ca o moară de vânt - cu cât moara de vânt este mai mare, cu atât este disponibilă mai multă energie. ”
De asemenea, Allen se laudă rapid că tehnologia poate fi adaptată dispozitivelor existente și este relativ compactă. În ceea ce privește îngrijorările că recoltarea pe scară largă a undelor radio ar putea în cele din urmă să aspire atât de multă energie încât să nu mai rămână nimic, Allen joacă din nou cartea morii de vânt. „Folosim antene care sunt foarte mici și au un efect neglijabil asupra semnalelor - cam ca efectul pe care îl are o moară de vânt a copilului asupra vântului. Dacă am avea un dispozitiv foarte mare, atunci ar fi dificil să primim un semnal în spatele acestuia, la fel ca lipsa de vânt din spatele unui mare generator de vânt. ”Avantajul evident este constanța sursei recoltate. După cum explică Allen, recoltarea undelor radio nu depinde de lumina soarelui sau de vânt. Nici nu se bazează pe diferențialul de căldură (conceptul din spatele recoltării energiei termoelectrice, discutat mai târziu în acest articol). Undele radio sunt mereu acolo, cu atât mai mult în zonele metropolitane. Mai mult, spune Allen, „În principal, funcționează bine în locații rurale, iar undele radio ar trebui să aibă o penetrare relativ bună în clădiri comparativ cu cele cu frecvențe mai mari”.
„Unda (radio) induce un curent în antenă, pe care îl convertim în curent continuu și îl aplicăm dispozitivului care necesită alimentare. Cu cât antena este mai mare, cu atât este disponibilă mai multă energie. Antena este ca o moară de vânt - cu cât moara de vânt este mai mare, cu atât este disponibilă mai multă energie. ” |
Undele radio nu împachetează o tonă de suc recoltabil, așa că Allen și echipa sa vizează în prezent dispozitive cu putere foarte redusă - produse precum noduri de rețea de senzori fără fir care execută ocazional doar acțiuni care necesită energie și, altfel, rămân în modul de așteptare. Viitorii candidați includ telecomenzi și ceasuri.
„Unele aplicații vor necesita baterii reîncărcabile pentru a ajuta la furnizarea de energie, dar (chiar și ele vor fi) încărcate din energia recoltată”, spune Allen. „Acest lucru ar limita durata de viață a oricărui dispozitiv și, în cele din urmă, bateria se va degrada și va trebui înlocuită. Acest lucru se poate întâmpla după câțiva ani, dar variază din cauza tehnologiei bateriei, a temperaturii și a ciclului de încărcare. ”
Totuși, gobblere de curent cu scurgere ridicată, cum ar fi tablete și lanterne, nu pot face niciodată parte din imagine. Și dacă acestea sunt - și ne uităm pe drum aici - recoltarea undelor radio aproape sigur nu va fi singura sursă de energie. Imaginați-vă o baterie reîncărcabilă care depinde de reîncărcarea „obișnuită”, dar care este potențial completată și de o combinație de alternative de recoltare a energiei și veți începe să vă faceți o idee despre ce ar putea avea viitorul.
Vibrații bune: recoltarea energiei piezoelectrice
Între timp, la cluburile de dans de pe tot globul, patronii se bucură cu bucurie toată noaptea. Se pare că va exista întotdeauna un loc în această lume pentru cei care au o soluție pentru girare. Dar noi divagăm. Ideea este că unele dintre aceste cluburi sunt diferite de altele. Se pare că există o mișcare în picioare pentru a „ecologiza” sălile noastre de dans. Și de la apa refolosită la turbine de pe acoperiș, acea mișcare devine mai puternică pe zi ce trece.
Într-adevăr, se extinde până la podea. Ringul de dans, adică.
Vedeți, există o cantitate extraordinară de energie generată atunci când zeci sau sute de oameni sar în mod repetat în ritm. Până acum, acea energie s-a risipit în podea și în orice se afla sub ea. Dar dacă ai putea cumva să-l valorifici?
Cu „piezoelectricitate”, puteți. Se pare că există anumite materiale în această lume, pe bază de cristal și ceramică, care generează putere atunci când sunt supuse presiunii. Dacă așezați aceste materiale într-un loc în care acestea vor primi o lovitură constantă - să zicem, pe podeaua unui club de dans - aveți un mod de a intra în acea lovitură și de a produce electricitate utilizabilă. De fapt, companii precum Sustainable Dance Club din Rotterdam fac deja exact asta, instalând ringuri de dans iluminate care sunt, de fapt, autoalimentate.
Împingerea piezoelectrică nu se limitează la cluburile de dans. Există o stație de cale ferată în Tokyo care folosește efectul pentru a alimenta panourile de afișare și porțile de bilete, precum și un trotuar din Paris care sucează farurile.
La Cornell Nanoscale Science and Technology din Ithaca, New York, sunt în curs de desfășurare planuri de a aduce toate aceste lucruri piezoelectrice grozave în lumea consumatorilor, deși cu o abordare oarecum diferită. Numele ținutei este MicroGen Systems, Inc, iar persoanele implicate sunt aparent în ea pe termen lung. CEO-ul Mike Perrotta ne spune că compania a fost fondată în 2007 și înființată în 2010, după ce a fost semnat un „contract major de investiții”. Perrotta estimează că orele de om până acum se situează în intervalul de 20.000.
În centrul impulsului se află tehnologia proprietară MicroGen Piezoelectric Vibrational Energy Harvester (PZEH). Potrivit MicroGen, conceptul va prelungi durata de viață a bateriei reîncărcabile sau va elimina cu totul necesitatea bateriilor. O permutare timpurie este „BOLT060 MicroPower Generator”, un aparat de mici dimensiuni care arată ca un procesor de computer. Funcționează pur prin vibrații aplicate și ar trebui să funcționeze teoretic timp de 20 de ani sau mai mult.
De ce o tehnologie de recoltare în miniatură bazată pe vibrații?
„Vibrațiile sunt peste tot și nu depind de diferența de temperatură, lumină, frecvență radio sau alte tipuri de surse”, spune Perrotta. „Tot ceea ce este conectat vibrează și multe lucruri au o armonică naturală, chiar dacă nu sunt conectate la electricitate. Am avut chiar conversații despre plasarea acestor dispozitive în stomacul unei vaci, cu senzor de temperatură și radio fără fir, pentru a monitoriza starea și condițiile animalelor. Nu am văzut încă nimic conectat la animale. "
Pe lângă bovine, Perrotta prevede tehnologia piezoelectrică MicroGen într-o mare varietate de aplicații cu consum redus. „Gândiți-vă la noi ca la o micro centrală electrică, așadar numele MicroGen. Lanternele și altele asemenea vor necesita prea multă energie (pentru tehnologia noastră) pentru reîncărcare. Cu toate acestea, puteți avea o aplicație cu lanternă pe telefonul dvs. mobil și funcționează destul de bine. ”
„Obiectivul nostru în spațiul consumatorului este„ încărcarea rapidă ”a unui dispozitiv mobil, astfel încât bateriile să nu se descarce la fel de repede după ultima încărcare a plug-in-ului.” |
„Uscătoarele de îmbrăcăminte sunt un alt exemplu, în care tehnologia actuală a senzorilor măsoară doar umiditatea medie a întregii sarcini, necesitând astfel mai multă energie. Senzorul poate fi mutat acum cu dispozitivul nostru care îl alimentează și, prin urmare, indică mai precis umiditatea hainelor și oprește uscătorul mai precis. Acest lucru va economisi un consum semnificativ de energie. Sistemele de monitorizare a presiunii în anvelope, acum în toate vehiculele din SUA, Canada și piețele europene, ar putea fi capabile să funcționeze fără baterii. Dacă nu, sistemele noastre vor dura viața mașinii, reducând astfel numărul de baterii dintr-un depozit de deșeuri. Multe alte exemple, în special în domeniile industrial și comercial, vizează reducerea consumului de energie, îmbunătățirea siguranței și a securității. ”
Perrotta susține că tehnologia este în prezent capabilă să furnizeze o cantitate ușoară de 200 de microwați, deși se așteaptă ca această cifră să se dubleze și probabil să se tripleze pe termen scurt. Creșterea eficienței dispozitivelor mobile ar putea ajuta, de asemenea. „Cu siguranță am văzut un grad mare de reducere, în ordinea a 50 până la 80 la sută, a necesității de energie a acestor dispozitive, chiar și în ultimii ani”, spune Perotta. „Ne așteptăm ca acest lucru să continue, iar puterea noastră pe milimetru pătrat să crească. Obiectivul nostru în spațiul consumatorului este „încărcarea rapidă” a unui dispozitiv mobil, astfel încât bateriile să nu se descompună la fel de repede după ultima încărcare a plug-in-ului. ”
Pe termen scurt, dispozitivele MicroGen vor fi cuplate fie cu o baterie solid-state, fie cu un super condensator. Dar obiectivul final, spune el, „este să nu fie mai puțin baterie. Cu toate acestea, cea mai mare parte a acestui lucru va depinde de tendințele legate de senzori și de necesitățile de energie radio wireless. ”
Rămâne de văzut dacă soluția MicroGen atinge aceste obiective, deși simplul potențial a fost suficient pentru a obliga Autoritatea de Cercetare și Dezvoltare a Energiei din New York să acorde companiei o subvenție de 1,2 milioane de dolari în urmă cu doar o lună.
Căldură conservată: recoltarea energiei termoelectrice
Dacă valorificarea energiei din undele și vibrațiile radio pare o realitate - au făcut vreodată Jetonii asta? - încercați această noțiune pentru dimensiune: Putere de la caldura corpului.
Cu toate acestea, tocmai la asta lucrează la Centrul de Nanotehnologie și Materiale Moleculare al Universității Wake Forest. Tehnologia se numește „termoelectrică”, iar abordarea Wake Forest în termoelectric este etichetată „Pâslă de putere”. Se pare că prin simpla atingere a acestei țesături misterioase, căldura corpului se transformă în curent electric.
Apoi ne vor spune al lunii nu din brânză.
Deci, ce este exact acest fel de putere? Pentru început, chiar arată ca o țesătură. Țesătură futuristă, sigur, dar totuși țesătură. Fabricat din nanotuburi de carbon blocate în fibre flexibile de plastic, se pare că poate fi „înfășurat” în jurul oricărui lucru. Oamenii din Wake Forest o numesc „putere purtabilă”. Și apoi ei sar în navele lor spațiale și zboară spre galaxia lor de acasă.
Îl vom lăsa pe purtătorul de doctorat David Carroll, profesor de fizică la Wake Forest și inventator al Power Felt, să detalieze complexitățile.
„Materialele noastre funcționează așa cum funcționează orice modul termoelectric. Imaginați-vă că țineți în mână o bară de metal. O apucați strâns la un capăt al barei, în timp ce celălalt capăt este liber. Acum, electronii care formează metalul sunt liberi să se miște, iar mâna ta îi încălzește. Deci, sub mâna ta, electronii se mișcă mai repede decât spun electronii de la celălalt capăt al barei. Aceasta înseamnă că acești electroni se vor răspândi rapid și se vor îndepărta de sursa de căldură. Trecând la capătul rece, ei lasă în urmă un deficit de electroni în capătul fierbinte. Ei creează un surplus de electroni în capătul rece. Aceasta stabilește o tensiune, numită tensiune termoelectrică, și atâta timp cât există o diferență de temperatură, aceste tensiuni există. ”
Imaginați-vă o baterie reîncărcabilă care depinde de reîncărcarea „obișnuită”, dar este potențial completată și de o combinație de alternative de recoltare a energiei și începeți să vă faceți o idee despre ceea ce ar putea avea viitorul. termoconductivitatea metalului. Utilizând o mulțime de nanofibre într-o matrice de plastic, în locul barei metalice, electronii se pot deplasa în continuare pe căile metalice ale fibrelor, dar căldura este blocată deoarece nu este transportată pe joncțiuni de la fibră la fibră. Așa ne-am realizat țesăturile. Fibrele noastre „metalice” sunt nanotuburi de carbon. Și în țesături sunt straturi peste straturi de nanofibre electronice, permițând fluxului liber de electroni și găuri. ”
„Imaginați-vă”, spune Carroll, „reducând timpul de încărcare pentru mașina dvs. hibridă, deoarece recuperarea căldurii provine de la motorul de răcire sau de la pasagerii din interior”. |
Carroll susține virtuțile invenției sale, dar este la fel de realist. El nu va înlocui bateriile. Oricum nu încă. Nici nu va funcționa dacă nu există „zone mari de gradient de temperatură”. Corpul uman este un loc practicabil. La fel și capota unei mașini sau scaunele dintr-un avion.
„Va face utilizarea bateriilor mai puțin costisitoare mai atractivă din perspectiva pieței. În general, pentru inserarea pe piață, nu doriți să vă schimbați prea repede, așa că va fi cuplat cu tehnologiile de baterii existente. Telefoanele dvs. mobile vor dura mai mult la o singură încărcare. Un avion de pasageri poate folosi generatoare interne mai mici, economisind greutate și bani. ”
Deși Power Felt nu va funcționa niciodată cu o mașină electrică sau cu aparate consumatoare de energie, cum ar fi frigiderele (Carroll ne spune că un centimetru pătrat produce „nanoviți până la zecimi de microviți, în funcție de grosime”), se pare că va fi destul de capabil să mărească structurile actuale de putere în astfel de aplicații. „Imaginați-vă”, spune Carroll, „reducând timpul de încărcare pentru mașina dvs. hibridă, deoarece recuperarea căldurii provine de la motorul de răcire sau de la pasagerii din interior”.
Carroll se uită, de asemenea, la construcția de case, spunând că Power Felt ar putea în mod conceput să înlocuiască învelirea casei Tyvek pentru a „genera la fel de multă energie o rețea solară ieftină”.
Carroll face un caz pentru Power Felt și în lumea mobilă, sugerând că o probă a acestuia ar putea fi inclusă în capacul bateriilor la punctul de fabricație. Prin simpla plasare a bateriilor menționate pe „ceva cald”, ele s-ar autoîncărca parțial. Dar încă o dată, până acum oricum, este o chestiune de mărire, mai degrabă decât de suplinire a încărcării obișnuite a bateriei. Carroll întreabă: „Ai fost vreodată la aeroport și ți-a epuizat telefonul? Nu ar fi frumos să faci ultimul apel pentru ca cineva să te ia? Puterea din căldura corpului tău ar putea face acest lucru. "
Omul care aleargă: recoltarea energiei mișcării umane
Până acum am văzut un trio de concepte care aparent sunt gata să contribuie la reducerea dependenței noastre de sursele tradiționale de energie, dar, în general, nu au oomph pentru a înlocui pe deplin acele surse. Această tendință continuă pentru a patra și ultima noastră intrare, recoltarea de energie „mecanică umană” biomecanică. Așa este, această tehnologie valorifică puterea din simplul act de mișcare. Vrei să îți încarci Androidul? Mai bine începeți să învârtiți acea bere puțin mai repede.
Glumind deoparte, se dovedește că recoltarea energiei biomecanice nu este chiar ideea nouă care poate părea inițial. Vă amintiți acele faruri de bicicletă care ar putea extrage puterea de la un generator care atingea rotația anvelopelor? Acesta a fost un exemplu absolut decent - dacă nu absurd de obositor - al aceluiași proces.
Dar, în emisfera sudică, au o abordare ușor diferită asupra subiectului. Aici, la Laboratorul de biometrie din Auckland Bioengineering Institute, oameni populari dedicați se înghesuie în întuneric (și în strălucire, de asemenea - aceasta nu este legământul vrăjitoarei) pentru a concepe un mod mai bun. Ei cred că l-au găsit.
„Trucul, și aici intervine grupul nostru, constă în controlul acestor generatoare pentru a produce energie utilă folosind circuite suficient de mici și suficient de ușoare pentru aplicații portabile.” |
Ideea lor, cel puțin inițial, elimină cu totul elementul de bicicletă și îți cere să te plimbi (sau să alergi). Ben O'Brien de la SoftGen, compania care în prezent prinde viață în jurul conceptului, oferă mai multe informații.
„Pentru dispozitivele electronice portabile, dorim să captăm energie irosită altfel, astfel încât utilizatorul să nu simtă sarcina suplimentară. De exemplu, când ne plimbăm, tălpile pantofilor se comprimă. Această compresie necesită energie, energie care se pierde ca căldură. Dacă în schimb înlocuim o parte a tălpii cu un generator moale putem capta această energie și o putem transforma în electricitate. ”
La fel ca toate tehnologiile pe care le-am prezentat, ideea fundamentală SoftGen ne-a fost deja de ceva timp. În cazul „generatoarelor de lovitură de călcâi”, așa cum se numește, acest interval de timp se întinde pe parcursul a zeci de ani. Dar SoftGen a adăugat un nou rid sub formă de „generatori de mușchi artificiali”. Inventate în California la sfârșitul mileniului, generatoarele de mușchi artificiali sunt, cred O’Brien și compania, scânteia care duce generatoarele de călcâie în viitor.
Un generator de mușchi artificial. Utilizatorul împinge tija, care deformează direct mușchiul din interiorul cutiei și produce electricitate. „Ideea de bază”, explică O'Brien, „este de a aplica o sarcină electrică unei membrane deformate din elastomer. Când deformarea este relaxată, încărcarea este crescută la o stare de energie mai mare. Ciclând deformarea și controlând când porniți și opriți încărcarea, puteți genera energie cu aproximativ 10 ori densitatea energetică a tehnologiilor concurente. Toate acestea cu ceva la fel de simplu ca o bucată de cauciuc. ” „Trucul, și aici intervine grupul nostru, constă în controlul acestor generatoare pentru a produce energie utilă folosind circuite suficient de mici și suficient de ușoare pentru aplicații portabile.”
O'Brien redă conceptul unui viitor complet fără baterii, spunând că energia trebuie „netezită” și stocată pentru perioade de activitate mai redusă. În ceea ce privește țintele timpurii „simple” pentru marca de recoltare a energiei SoftGen, O'Brien spune că generatoarele de lovitură de călcâi „ar putea alimenta lumini strălucitoare pentru siguranță pe timp de noapte, electronice încorporate în pantof (gama de produse Nike +) și monitorizare medicală pentru podologi ", Adăugând că," Nișa noastră specială este aplicațiile cu putere redusă. Lucrăm pentru a avea tehnologia într-un produs de consum din lumea reală în curând. ”
Se pare că nu există lipsă de energie accesibilă la robinet atunci când piciorul lovește solul. În Energetica pantofilor de alergare și de alergare, Martyn R. Shorten susține că pot exista până la 10 jouli (1 joule = munca necesară pentru a produce un watt de putere pentru o secundă) de energie irosită pe fiecare pas de rulare. Desigur, aceasta este muzică pentru urechile unor oameni precum O'Brien. „Teoretic, dacă ați putea surprinde toate acestea, ați putea încărca complet un telefon inteligent de pe un singur pantof într-o jumătate de oră. Și pantofii tăi nu s-ar simți diferit de acum ”.
O'Brien salută tehnologiile alternative de recoltare a energiei, recunoscând că ceea ce s-ar potrivi în anumite situații sau cu anumite persoane nu va fi panaceu pentru toată lumea. „Marele lucru legat de puterea mișcării umane este că este întotdeauna disponibil acolo unde ne aflăm. S-ar putea să nu fie o mare problemă atunci când plecați acasă la sfârșitul zilei și aveți acces ușor la o priză de perete, dar pe măsură ce numărul de dispozitive electronice pe care le transportăm crește, devine o pacoste să le încărcați pe toate. Acum, ia în considerare oricând nu ești lângă o priză de perete sau dacă călătorești într-o țară cu prize diferite sau dacă ai ieșit din rețea - tramping sau drumeții - sau din cauza infrastructurii precare sau după un dezastru . În toate aceste cazuri, puterea de mișcare umană devine un concept foarte atractiv. ”
[Credit imagine: Auckland Bioengineering Institute]
Înapoi din viitor
Cu mult mai devreme, în acest articol, am discutat despre mediul înconjurător care înconjoară modelul U de recoltare a undelor radio din Bedfordshire. De atunci am aflat că Ben Allen și echipa sa nu sunt decât una dintre zeci de astfel de echipe din întreaga lume care lucrează la o varietate de tehnologii de recoltare a energiei ambiante la scară mică.
„Când aveți nevoie de wați și dispozitivul de recoltare generează doar nanoți sau microviți, există în mod clar un decalaj uriaș”. |
Cu toate acestea, majoritatea acestor concepte sunt încă departe de a fi pe deplin prime time. Într-adevăr, nu lipsesc persoanele care susțin că anumite abordări ale recoltării microenergiei nu vor fi niciodată o soluție grav viabilă. Mosey se îndreaptă spre locuri precum Forumul fizicii, de exemplu, unde veți găsi o serie de tipuri hiperstiințifice care pontifică subiectul - multe cu concluzii mai puțin favorabile.
Problema principală este, așa cum am discutat mai devreme, o sursă destul de slabă. Când aveți nevoie de wați și dispozitivul de recoltare generează doar nanoți sau microviți, există în mod clar un decalaj uriaș. Acest decalaj poate fi înlăturat cu alte progrese tehnologice (recoltare), prin asocierea mai multor tehnologii sau prin păstrarea permanentă a unui dispozitiv dedicat de stocare a energiei (baterie) cu o descriere. Dar toate aceste soluții se adaugă la volum, complexitate, cost și timp de cercetare și dezvoltare.
Mai mult decât atât, noțiunea că oricare dintre tehnologiile sau combinația de tehnologii pe care le-am prezentat va înlocui complet puterea tradițională în dispozitivele cu consum ridicat (lanterne, tablete, smartphone-uri etc.) este, în cel mai bun caz, fantezistă.
Și între timp, alte tehnologii deja înrădăcinate continuă să evolueze - energia solară este, fără îndoială, cel mai bun exemplu. Aplicațiile solare la scară largă sunt acum obișnuite, dar solara la scară mică este deja aici - și se pare că merge bine. Trebuie doar să explorați numărul mare de radiouri și lanterne echipate cu energie solară și chiar încărcătoare de baterii aflate în prezent pe piață pentru a vedea câte companii au sărit deja în joc.
Dar într-o lume care mestecă puterea ca un câine printr-o friptură suculentă, va exista în mod clar o nevoie crescândă de putere „alternativă” care nu se bazează pe soare (sau vânt) - chiar dacă aceste soluții sunt augmentative pentru sursele tradiționale sau reciproc. Având în vedere că fiecare dintre aceste tehnologii este aparent potrivită pentru o varietate atât de largă de aplicații - și atunci când sunt luate ca un grup par să acopere practic toate bazele - vedem un viitor luminos pe termen lung pentru cei care își pot adapta cel mai bine ideile pe tot spectrul .
