Джонатан Гранстром (Jonathan Granstrom) и Джоэл Финстра (Joel Feenstra) из Мичиганского технологического университета (Michigan Tech), Генри Содано (Henry Sodano) из университета Аризоны (Arizona State University) и Кевин Фаринхольт (Kevin Farinholt) из компании NanoSonic разработали проект рюкзака, вырабатывающего ток для зарядки фонариков, радиостанций или мобильных телефонов, портативных компьютеров.

Преимущество данного изобретения в сравнении с проектами-предшественниками заключается в том, что для пользователя эта сумка будет выглядеть самым обычным рюкзаком, и «работать» она будет также. Та же эластичная ёмкость, те же лямки на застёжках. Никаких громоздких и тяжёлых генераторов не видно, как и дополнительных рам, рычагов, шестерёнок и прочей «механики». Нет тут и солнечной батареи.и другой переносной техники.

Однажды мы уже видели проект рюкзака-генератора, но он действовал по принципу маятника, раскачивающегося вверх-вниз в такт шагам. Такая система была не самой удобной.

В проекте Гранстрома и его товарищей ток для зарядки портативной электроники поставляют лямки рюкзака. Их изобретатели намерены сделать из поливинилиден фторида (PVDF). Материал этот является пьезоэлектриком, вырабатывающим напряжение при приложении механической нагрузки (а именно — переменных усилий, возникающих в лямках в процессе ходьбы с наполненным рюкзаком за плечами).

Что важно для использования PVDF в качестве лямок — материал этот достаточно прочен, но при этом эластичен (он похож на нейлон, сообщают исследователи). Так что комфортность ношения нового рюкзака не должна пострадать.

Авторы устройства провели опыты с полосками PVDF, а также — компьютерное моделирование рюкзака. Они выяснили, что переноска груза весом 45 килограммов (типичный «скарб» солдата на марше, хотя, конечно, свой проект учёные адресуют, не только военным) при скорости ходьбы в 3-5 километра в час обеспечит мощность генератора примерно в 46 милливатт.

Кажется, это немного. Но на самом деле такая мощность сравнима с возможностями светодиодного фонарика и превышает, к примеру, мощность сотового телефона, потребляемую в режиме ожидания. К тому же эту энергию можно накапливать в аккумуляторе.

Скажем, один марш-бросок может суммарно поставить электричество, достаточное для питания небольшой рации (мобильника) во время сеанса связи, для включения на некоторое время спутникового навигатора или для использования небольшого светодиодного фонарика в течение одной ночи.

Одна из проблем такого генератора — контакты, соединяющие пьезоэлектрические ленты и аккумуляторы (либо — розетки для электронных устройств). Поскольку здесь действуют большие и переменные нагрузки, обычные провода долго не выдержат.

Выход был найден в виде нанокомпозитного материала под названием «металлическая резина» (Metal Rubber), выпускаемого NanoSonic. Он представляет собой токопроводящие полоски толщиной 100 нанометров, способные без всякого вреда для себя и своей электропроводности растягиваться в 10 раз.

О своём исследовании и проекте Гранстром и его коллеги поведали в статье в журнале Smart Materials and Structures.

Категория: Энергия | 2 комментария »

Комментарии