Kinetická obuv na sklizeň energie představuje krok k nabíjení mobilních zařízení na cestách

Anonim

Kinetická obuv na sklizeň energie představuje krok k nabíjení mobilních zařízení na cestách

Energie

Nick Lavars

12. února 2016

3 obrázky

Obaly na sklizeň energie by mohly být použity k napájení mobilních zařízení pomocí nabíjecího kabelu, měly by být přizpůsobeny pro armádu nebo sloužily jako zdroj energie pro lidi ve vzdálených oblastech (Credit: UW-Madison College of Engineering)

Prostřednictvím skleněných dlaždic, batohů a vložky se často diskutovalo o využívání naší kinetické energie pro napájení mobilních zařízení a jiné elektroniky. Tým výzkumníků tvrdí, že učinil velký průlom v kolektivním úsilí přeměnit lidský pohyb na využitelnou energii a vyvinul nový způsob produkce užitečných množství elektřiny z našich kroků.

"Lidská procházka nese spoustu energie, " říká profesor strojírenství na univerzitě v Wisconsinu-Madisonu Tom Krupenkin. "Teoretické odhady ukazují, že může produkovat až 10 wattů na botu, a že energie je jen zbytečná jako teplo. Celkově 20 wattů z chůze není malá věc, zvláště ve srovnání s požadavky na energii většiny moderních mobilních zařízení. "

Ale kreslení využitelné energie z těchto teoretických výpočtů by pro Krupenkina a jeho tým představovalo řadu výzev. Navržení sklizeň techniku, které bylo vhodné, aby „relativně malých posunů a velké síly nohosledu, “ zase pravomoc k produkci obuvi životaschopné možnost, byl nepolapitelný cíl tak daleko, i přes příslib zařízení, jako je PediPower boty příloha.

"Takže jsme vyvíjeli nové metody přímého přeměny mechanického pohybu na elektrickou energii, které jsou vhodné pro tento typ aplikace, " říká Krupenkin.

Zpětné elektrowetování je technikou vyvinutou společností Krupenkin jako nový přístup k těžbě mechanické energie s vysokým výkonem. Zahrnuje vodivou kapalinu, která interaguje s nanofilmem pokrytým povrchem za účelem výroby elektrické energie. Publikoval v roce 2011 zprávu oznamující jeho schopnost vyrábět vysokou hustotu energie z řady mechanických sil, ale je tu jedna výhrada: vyžaduje zdroj energie s rozumně vysokou frekvencí, vyšší než je zdroj produkovaný lidským pohybem.

Vědci tak spojili reverzní elektrolytování s novým zařízením nazývaným bubbler, jehož cílem je překlenout mezeru. Bubbler neobsahuje žádné pohyblivé mechanické části, ale je tvořen dvěma plochými deskami s vodivou kapalinou mezi nimi. V dolní desce, drobné otvory dovolují vstupovat stlačený plyn, který zase vytváří bubliny. Ty rostou ve velikosti, dokud se nedostanou do styku s horní deskou a prasknou. Rychlá, průběžná výroba a prasknutí bublin vypláchne vodivou tekutinu tam a zpět za účelem generování elektrického náboje.

Vědci tvrdí, že tato metoda může produkovat hodně wattů v porovnání s plochou generátoru, přičemž v prvních experimentech zařízení generující přibližně 10 wattů na metr čtvereční vytváří důkaz o konceptu. Tvrdí, že teoretické odhady mohou znamenat až 10 kW. Tyto boty by mohly být použity k napájení mobilních zařízení pomocí nabíjecího kabelu, měly by být přizpůsobeny pro armádu nebo měly by sloužit jako zdroj energie pro lidi ve vzdálených oblastech a rozvojových zemích.

"Bublina skutečně svítí při výrobě vysokých hustot energie, " říká Krupenkin. "Pro tento typ mechanické sběru energie má bubbler příslib, že dosáhne zdaleka nejvyšší hustoty výkonu, jaké kdy bylo prokázáno."

Krupenkin a J. Ashley Taylor, vedoucí vědec v oddělení strojního inženýrství UW-Madison, vytvořili spouštěcí společnost InStep NanoPower a hledají průmyslové partnery, aby tuto technologii komercializovali. Již spolupracují s firmou Vibram a vyvíjejí demonstruční boty s technologií pro sklizeň energie v podrážce.

Z prvního videa níže můžete slyšet od Krupenkina, zatímco druhý ho ukazuje, že jde k napájení LED svítilny. Týmový výzkum byl publikován v časopise Scientific Reports.

Zdroj: Univerzita Wisconsin-Madison

Výzkumníci kombinovali reverzní elektrolytování s novým zařízením nazývaným bubbler (Credit: UW-Madison College of Engineering)

Obaly na sklizeň energie by mohly být použity k napájení mobilních zařízení pomocí nabíjecího kabelu, měly by být přizpůsobeny pro armádu nebo sloužily jako zdroj energie pro lidi ve vzdálených oblastech (Credit: UW-Madison College of Engineering)

J. Ashley Taylor (vlevo) a Tom Krupenkin tvrdí, že učinili velký průlom v kolektivním úsilí přeměnit lidský pohyb na použitelnou energii (Credit: UW-Madison College of Engineering)