Чи знали ви, що і людське тіло може генерувати електроенергію? Вчені давно намагаються створити ефективний пристрій для генерації струму від руху тіла і, здається, їм це вдалося.
Новий пристрій представили вчені з Інституту науки і технологій Тегу Кьонбук. Що відомо про нову розробку – розповідає Interesting Engineering.
Як можна генерувати електрику з людського тіла
Вченим вдалося розробити пристрій, який у 280 разів ефективніший за вже існуючі аналоги. Пристрій використовує п’єзоелектричний ефект, тобто явище, коли певні матеріали генерують електрику у відповідь на електричну дію. Таким чином пристрій генерує струм унаслідок ходьби чи навіть найменших рухів.
П’єзоелектричні матеріали мають притаманну асиметрію в розподілі заряду. Під час механічного впливу, такого як згинання або розтягування, ця асиметрія ще більше посилюється, що призводить до поділу зарядів і генерації електричного потенціалу.
Хоча концепція збору п’єзоелектричної енергії не є новою, її застосуванню в пристроях перешкоджають обмеження у властивостях матеріалів і конструкції пристроїв.
На ранніх етапах досліджень широко вивчалися неорганічні п’єзоелектричні пристрої у формі консолі, які дозволяли ефективно отримувати енергію від високочастотної вібрації, – йдеться в дослідженні під керівництвом професора Чан Кюн-Іна.
Багато матеріалів із сильними п’єзоелектричними відгуками, наприклад цирконат титанат свинцю, за своєю природою є жорсткими та крихкими. Це робить їх непридатними для інтеграції в гнучкі та зручні пристрої для носіння.
Дослідницька група подолала цю перешкоду завдяки інноваційній інженерії матеріалів. Вони розробили унікальну тривимірну структуру, яка дозволяє використовувати PZT, зберігаючи при цьому високий ступінь гнучкості та розтяжності. Це забезпечує пристосування пристрою до людського тіла для комфортного, непомітного носіння.
Крім того, дослідники представили нову конструкцію електрода. Ця конструкція, яка називається «сполучним електродом, що залежить від кривизни», забезпечує ефективне захоплення енергії, запобігаючи скасуванню електричних зарядів, що утворюються під час руху. Це значно підвищує загальну ефективність пристрою.
Такі пристрої можуть потенційно позбавити від необхідності частого заряджання або заміни батареї в широкому діапазоні програм, включаючи розумні годинники, фітнес-трекери та медичні датчики, адже вони можуть заряджатися безпосередньо від людини.