Вскоре будет достаточно погулять по парку, чтобы зарядить набор аккумуляторов, так необходимых для современных и энергоемких приборов.

В результате новейших разработок ученых США и Канады был создан прибор, который с лёгкостью аккумулирует энергию, полученную от движений человека.
Устройство выполнено в виде скобы, одеваемой на колено, в общих чертах его модель была представлена в журнале Science, может генерировать энергию, полученную от ходьбы, достаточно одной минуты, чтобы мобильный телефон работал полчаса.

В первую очередь это принесёт пользу людям с ампутированными конечностями, которые пользуются технически сложными протезами
«Все последние изобретения в области протезирования требуют больших энергозатрат,» сообщил корреспондентам Би Би Си Ньюс Доктор Даглас Вебер из Университета Питсбурга, один из авторов статьи.
«Нужна энергия для нейронного интерфейса; нужна энергия для движения сустава и так далее. »
«Получить эту энергию становится по-настоящему важным.»

Иди и говори
Новый прибор генерирует энергию в ходе процесса, известного как «рекуперативное торможение», аналогичный процесс можно встретить в системе торможения у гибридных электромобилей, таких как, например, Тойота Приус.

«Ходьба имеет сходство с ездой на автомобиле, где чередуются торможение и движение,» объяснил ведущий автор статьи доктор Макс Донелан из Университета Фразер, Бурнаби, Канада.
«С каждым шагом мышцы работают, ускоряя и замедляя движение тела.

В гибридных электромобилях момент торможение-ускорение используется так называемой системой «рекуперативного торможения», когда энергия не выбрасывается в виде тепла, а запасается в аккумуляторе.
«Мы по существу применили тот же принцип к ходьбе.»

Скоба одевается на колено и при помощи последовательно работающих механизмов помогает сухожилию замедлять движение до момента касания поверхности, одновременно генерируя электричество.
Сенсоры на приборе выключают генератор для завершения шага в момент касания поверхности.

Таким образом, носитель прибора будет испытывать меньшую нагрузку, в сравнении с тем, если бы прибор постоянно генерировал энергию.
Испытания прибора весом 1.6 кг показали, что после прогулки медленным шагом было произведено около 5 ватт.

«Мы старались выработать больше электричества и оказалось, что от ходьбы можно получить и 13 ватт,» говорит доктор Донелан.
«13 ватт, количество достаточное для 30 минут разговора по типовому мобильному телефону, и полученное всего лишь за минуту ходьбы.»
Однако чтобы получить такое количество энергии, генератор должен быть постоянно включен, что потребует больших усилий от носителя прибора.

Аккумуляторная батарея

Наколенная скоба – это новейшая разработка в области известной как сбор энергии «energy harvesting».

В данной области ведутся разработки по созданию механизмов, которые будут собирать бесполезно растрачиваемую энергию для того, чтобы трансформировать её в полезную электроэнергию.
«Мы сами представляем собой довольно эффективные батареи» сказал доктор Донелан в интервью Би Би Си Ньюс. «В нашем жире содержится эквивалент приблизительно 1 000-килограммовой батареи.»
«Данный способ получения энергии — не новая идея и встречается в хорошо известных приборах, таких как заводные радиоустройства и часы с самозаводом.

Учёные США из Агентства Передовых Оборонных Исследовательских Проектов DARPA давно работают над проектом по получению энергии с помощью генераторов, установленных в подошвах солдатских ботинок, которые заряжаются при ходьбе.

А в 2005 коду учёные США изобрели рюкзак, который трансформировал напряжение от механической нагрузки в процессе ходьбы с наполненным рюкзаком за плечами в электрическую энергию.
Тем не менее, генераторы в подошвах вырабатывают относительно небольшое количество энергии, а ношение рюкзака требует усилий.
«Чтобы получить ощутимое количество энергии нагрузка должна быть существенной — около 38 кг,» говорит доктор Донелан.
Моделирование показало, что солдат с рюкзаком, идущий быстрым шагом может генерировать около 7.4 ватт. «Это примерно такое же количество энергии, которое можно получить с помощью наколенных скоб,» пояснил доктор Донелан.

Применение Устройства

Команда учёных считает, что новое устройство может широко применятся.

«Я думаю, что прежде всего, им будут пользоваться люди, жизнь которых связана с использованием переносных источников питания,» рассказал он в интервью Би Би Си Ньюс.
«В медицине переносные источники питания нужны людям с ампутированными конечностями, чтобы обеспечить электропитанием протезы,» продолжил доктор.
Однако Доктор Арт Куо из Мичиганского Университета не верит , что можно просто прикрепить прибор к используемому протезу.

«Скорее всего, придётся сконструировать новый протез колена, который будет воплощать уже существующие идеи, а также аккумулировать энергию, используя данные принципы,» сказал он.
Команда учёных также надеется, что прибор может стать полезным для людей, перенёсших инсульт или травму позвоночника, которые носят «экзоскелет» (внешний каркас, предназначенный для увеличения мускульной силы при движении).

«В настоящее время и будущем основное внимание будет направлено на создание роботозированных экзоскелетов,» сказал доктор Донелан.
Солдаты могут также пользоваться наколенными скобами и заряжать многочисленные приборы, которые они носят, такие как очки для ночного видения и навигаторы.
«Батареи нужны им как еда и вода – они необходимы во всём, что они делают,» сказал он.

В настоящее время доктор Донелан основал компанию для раскрутки данной технологии, он надеется, что со временем можно будет создать небольшое устройство, которое можно будет вставить в подвижные соединения различной конструкции

Как бы то ни было, в ближайшем будущем он видит создание обновлённой версии наколенной скобы, которая будет легче и компактнее существующей модели.
«Нам осталось всего полтора года и это не из области научной фантастики в необозримом будущем,» сказал Донелан.

Категория: Энергия | 1 Комментарий »

Комментарии