Не все возобновляемые источники электроэнергии удобны, поскольку большинство из них производят энергию лишь одним способом, — используя солнечный свет, который не всегда доступен. Поэтому учёные из американского Северо-Восточного университета придумали другую систему, которая встроена в искусственное растение и работает за счёт ветра и дождя.

Экспериментальная мини-электростанция включает в себя коллекторы двух типов, которые созданы в форме привлекательных листьев. Первый тип — трибоэлектрический наногенератор, который накапливает энергию за счёт трибоэлектрического эффекта. Это явление, при котором электрический заряд накапливается в одном материале после его отделения от другого материала, с которым он находился в контакте — например, так возникает статический заряд на расчёске.

В мини-электростанции эти генераторы выполнены из слоя нейлоновых нановолокон, зажатых между слоями политетрафторэтилена, или тефлона. Когда ветер заставляет листья шелестеть, слои тефлона и нейлона прижимаются, а затем отрываются друг от друга, создавая статический заряд, который преобразуют в электричество медные электроды.

Другой тип коллектора — это генератор энергии на основе капель, который генерирует электричество за счёт силы падения на него капель дождя. В ходе испытаний искусственное растение подвергалось воздействию условий, имитирующих ветер и дождь, и в итоге выработало достаточно электроэнергии для питания десяти светодиодных фонарей. Хотя это не очень много, изобретатели утверждают, что технологию можно масштабировать до более крупной формы, чтобы объединить несколько электростанций в сети.

• Телеграм
• Дзен
• Подписывайтесь на наши каналы больше новостей без политики в наших каналах

Команда из Северо-Западного университета в Чикаго придумала новый способ выработки электроэнергии при помощи миниатюрного устройства, которое собирает энергию из грязи. Хотя микробные топливные элементы существуют уже свыше ста лет, до сих пор их основной проблемой было то, что им необходимы вода и кислород. Поэтому в условиях низкой влажности такие приспособления работали очень плохо и неэффективно.

Однако американские учёные решили создать новую конструкцию, которая предоставляет микробам, синтезирующим энергию, постоянный доступ к кислороду и воде. В итоге у них получилось устройство в форме картриджа, которое помещается вертикально в почву и захватывает электроны из грязи. При этом проводящий металлический катод располагается поверх анода, а нижняя часть устройства сидит достаточно глубоко, чтобы иметь постоянный доступ к влаге из глубокой почвы. По всей длине электрода проходит зазор для свежего воздуха, а защитный колпачок предотвращает попадание мусора.

В ходе испытаний эта конструкция работала стабильно при различных уровнях влажности почвы, включая очень сухую землю с содержанием воды всего 41%. В среднем устройство вырабатывало в 68 раз больше энергии, чем требовалось для передачи данных через крошечную антенну на ближайшую базу. Конечно, этого количества электроэнергии недостаточно, чтобы запустить автомобиль или смартфон, однако небольшие датчики могут работать очень долго.

Фактически, как поясняют изобретатели, такие маленькие устройства, работающие за счёт органического углерода, могут служить вечно. А это означает, что их можно использовать как датчики в сельском хозяйстве, где фермеры смогут контролировать влажность, питательные вещества и другие важные параметры почвы. Кроме того, крохотные генераторы могут использоваться в экспедициях, где необходимо запитать портативное геологическое или биологическое оборудование.

• Телеграм
• Дзен
• Подписывайтесь на наши каналы больше новостей без политики в наших каналах