Маленькое устройство для сбора ветряной энергии может заряжать ваш телефон во время прогулки

На протяжении десятилетий ветряные турбины становились все больше, в погоне за большей высотой и экономией на масштабе. Но некоторые люди пошли в противоположном направлении, сделав ветряные устройства настолько маленькими, что вы можете носить их с собой. В Cell Reports Physical Science 23 сентября Ян из Пекинского института наноэнергетики и наносистем объявил об устройстве, которое может работать при скорости ветра всего 1,6 метра в секунду.

«Однажды мы поместим наш наногенератор на руку человека, и потока воздуха от качающейся руки будет достаточно для выработки энергии», – говорит в заявлении Ян .

Изобретение представляет собой не турбину, а трибоэлектрический наногенератор, то есть электризация происходит от изолятора и другой поверхности, разделяющей его. Прототип, известный как B-TENG, производит всего 2,5 милливатта даже при сильном ветре 8 м / с, что в миллиард раз меньше, чем у многих турбин. С другой стороны, его лицевая сторона меньше кредитной карты, и он может кратковременно зажечь 100 светодиодных лампочек и зарядить мощный конденсатор за три минуты.

B-TENG не работает как уменьшенная версия горизонтально-осевых турбин, которые сейчас производят 5 процентов мировой электроэнергии. Вместо этого он состоит из двух пластиковых полос, каждая из которых несет серебряный электрод, заключенный внутри трубки. Когда воздух проходит через трубку, полосы бьются друг об друга и снова разделяются. Полоски пластика заряжаются, как статическое электричество, возникающее от трения обуви об определенные ковры. Однако вместо того, чтобы высвобождаться в виде короткой искры, заряд преобразуется в переменный ток на основе цикла объединения полосок для обмена зарядами перед повторным разделением.

«Мы не намерены заменять существующие технологии производства ветровой энергии. Наша цель – решить проблемы, которые традиционные ветровые турбины не могут решить», – сказал Ян. 

Ян отмечает, что помимо возможности работы в исключительно малых масштабах, B-TENG может быть изготовлен в основном из дешевой пластмассы, хотя в настоящее время в нем используются некоторые материалы, не подходящие для коммерческих версий.

При оптимальном ветре B-TENG собирает 3,2 процента доступной энергии ветра, что далеко от крупномасштабных ветряных устройств, но является исключительным по стандартам аналогичных небольших устройств. Ян надеется увеличить процент, чтобы его устройство можно было разместить на крышах для питания целых зданий, где солнечная энергия не подходит.

DOI: 10.1016/j.xcrp.2020.100207