Энергия по дешевке: гибкие роботы вырабатывают электричество от любого движения

Американские инженеры создали эластичные роботизированные генераторы, которые вырабатывают дешевую электроэнергию благодаря движению. Об этом пишет издание New Atlas.

Национальная лаборатория возобновляемых источников энергии (NREL) рассказала о разработке технологии распределенных встроенных преобразователей энергии — специальных конструкций, которые будут деформироваться под давлением волн во всех направлениях и производить электричество практически от любого движения или изменения формы. По словам ученых, технологию можно внедрить в одежду, здания, дороги и любые объекты, которые постоянно находятся под воздействием внешних сил.

Это стало возможным благодаря множеству небольших гибких генераторов, работающих как мышечные волокна. В основе одного из первых таких генераторов в конце 1990-х годов использовали диэлектрические эластомеры с электродами, которые вместе превращались в конденсатор. Любое изменение исходного состояния увеличивает емкость структуры, в том числе растяжение, сжатие, скручивание или наклон в любом направлении. При достаточной степени деформации они заряжаются через электроды, в результате чего емкость возвращается в норму. Эластичность же работает против электрического заряда, возвращая форму в состояние наименьшей емкости, производя больше энергии, чем было использовано для создания изначального заряда.

Как и в случае с турбинными генераторами, эти устройства могут как собирать энергию от внешних сил, так и обеспечивать работу в составе механизмов. Они также способны выступать датчиками, передавая данные о том, насколько сильно деформированы.

В 2019 году в Шотландии испытали эластичный генератор в виде резиновой мембраны на конце воздушной трубки. Он смог собрать энергию, когда высокое волновое давление выталкивало воздух вверх в трубку, надувая резину, подобно воздушному шару, или когда низкое давление всасывало столб воздуха и тянуло мембрану вниз.

Генераторы NREL работают намного эффективнее, ведь для производства энергии достаточно любого движения. Конструкции сделали максимально гибкой и достаточно прочной, чтобы она реагировала на малейшие колебания воды. Она может приобретать разные формы, ученые показали стену, установленную на дне, "змею" на тросах и металлический шарик внутри шара побольше, заполненного сетчатым материалом для сбора инерционной энергии. Гибкие генераторы легко производить из недорогих экологически чистых материалов и в больших количествах, они не требуют особого обслуживания и легко заменяются. Если один выйдет из строя — сотни других продолжат вырабатывать электроэнергию.

Ранее ученые создали уникальную батарею, добывающую электричество прямо из воздуха. Они использовали специальную ткань, которую частично покрыли морской солью — она выработала 0,7 В.