Бриф
Что произошло: инженеры из США создали «пластырь», генерирующий электричество из пота.
Почему это важно: такие устройства можно использовать для питания гаджетов. Это поможет как обычным пользователям, так и тем, кто, например, работает в отдаленных районах, где нет электричества.
Контекст: ученые уже разработали рубашку и рюкзак, вырабатывающие энергию. В Москве предложили укладывать плитку с такой технологией на новых станциях метро.
Тенденции: по прогнозам спрос на электроэнергию вырастет к 2040 году на 60%. При этом остро стоит вопрос о том, как избежать роста нагрузки на окружающую среду при ее производстве.
Что произошло
Инженеры из Калифорнийского университета создали устройство, которое вырабатывает электроэнергию из пота, даже когда человек спокойно сидит или спит.
- Ранее все подобные разработки требовали от человека интенсивных движений для генерации достаточного количества энергии.
- Чтобы обойти это ограничение, ученые искали участок тела, который сильно потеет, даже когда человек находится в спокойном состоянии. В конечном счете они обратили внимание на кончики пальцев. Они выделяют в 100–1000 раз больше пота, чем любая другая часть тела. Люди этого не замечают, потому как пот быстро испаряется в этих местах.
- Энергия в подобных устройствах вырабатывается благодаря тому, что биотопливные клетки содержат ферменты, под воздействием которых происходит обмен электронами между молекулами молочной кислоты и кислорода, присутствующими в человеческом поту. В результате образуется непрерывный электрический ток низкого напряжения.
- В ходе эксперимента изобретатели получили за 10 часов количество энергии, достаточное для того, чтобы питать смарт-часы в течение суток.
- Прикрепленное к кончику пальца устройство также содержит
пьезоматериал . Он вырабатывает дополнительное электричество, например, когда человек печатает на клавиатуре или играет на пианино.
Почему это важно
- Инженеры называют свое изобретение «крайне эффективным биоэнергетическим комбайном», который может заряжать гаджеты и прочую электронику.
- Подобные устройства подойдут для повседневных нужд и даже для работы в экстремальных условиях в отдаленных районах, где нужно электричество, но нет возможности его провести.
Контекст
«Биоэнергетический комбайн» на пальце — не единственное подобное изобретение, способное генерировать энергию.
- Та же группа разработчиков создала рубашку, которая производит электричество. Они прикрепили к ткани тончайшие биотопливные элементы, работающие от пота, трибоэлектрические генераторы с приводом от движения и конденсаторы для хранения произведенной электроэнергии, а также тончайшие непромокаемые микросхемы.
- Рубашку можно складывать, растягивать и даже бережно стирать без использования моющих средств.
- Участники эксперимента носили ее во время бега или занятий на велотренажере в течение 10 минут, после чего им предлагалось отдохнуть 20 минут. Энергии, которую удавалось собрать, хватало для питания наручных смарт-часов.
- Команда французских инженеров придумала рюкзак, который генерирует энергию при ходьбе. Он состоит из маятника и устройства по сбору энергии. Маятник раскачивается вперед и назад, когда человек идет. Нижний конец маятника упирается в пружины, которые соединены с модулем сбора энергии.
- В Москве на новых станциях метро планируют положить плитку, которая преобразует в электроэнергию шаги пассажиров. Если подобную технологию внедрить на Большой кольцевой линии, то в сутки можно получать до 6 мегаватт электроэнергии. Этого хватит на освещение станций ночью, питание информационных табло и поддержание работы Wi-Fi.
Тенденции
- Международное энергетическое агентство (МЭА) прогнозирует рост спроса на электроэнергию к 2040 году на 60%. Ожидается, что природный газ, ветряная и солнечная энергетика обеспечат 70% дополнительной генерации.
- Вместе с этим ученые ищут способы избежать роста нагрузки на окружающую среду при производстве электроэнергии. Сейчас оно сопряжено с причинением значительного ущерба экологии. Фильтры на угольных электростанциях не способны улавливать вредные выбросы. Атомные электростанции выбрасывают большое количество теплоты в водоемы, что приводит к значительному изменению в их экосистемах. Создание ГЭС приводит к затоплению местности, обрушению берегов рек и загрязнению их акватории.