Кинетичните обувки за събиране на енергия стават стъпка към зареждането на мобилните устройства в движение

Anonim

Кинетичните обувки за събиране на енергия стават стъпка към зареждането на мобилните устройства в движение

Енергия

Ник Лавърс

12 февруари 2016 г.

3 снимки

Обувките за събиране на енергия могат да се използват за захранване на мобилни устройства чрез кабел за зареждане, да бъдат адаптирани за военните или да действат като източник на енергия за хора в отдалечени райони (Credit: UW-Madison College of Engineering)

Чрез керемиди, раници и стелки за събиране на енергия се говори много за оползотворяването на нашата кинетична енергия за задвижване на мобилни устройства и друга електроника. Екип от изследователи твърди, че са направили голям пробив в колективните усилия да превърнем човешкото движение в използваема енергия, като разработим нов метод за производство на полезни количества електроенергия от нашите стъпки.

"Човешкото ходене носи много енергия, " казва професор по машиностроене в Университета на Уисконсин-Мадисън Том Крупенкин. "Теоретичните оценки показват, че могат да произвеждат до 10 вата на обувка и че енергията просто се губи като топлина. Общо 20 вата от ходенето не е малко, особено в сравнение с енергийните изисквания на по-голямата част от съвременните мобилни устройства. "

Но извличането на използваема енергия от тези теоретични изчисления би представлявало редица предизвикателства за Крупенкин и неговия екип. Измислянето на техника за прибиране на реколтата, която е практична за "относително малките премествания и големите сили на стъпалата", която на свой ред дава възможност за производство на обувки за производство на енергия, досега е била неуловима цел въпреки обещанието за устройства като обувката PediPower прикачен файл.

"Така че разработваме нови методи за директно преобразуване на механичното движение в електрическа енергия, които са подходящи за този вид приложение", казва Крупенкин.

Обратното електричество е техника, разработена от Krupenkin като нов подход към събирането на механична енергия с висока мощност. Тя включва проводяща течност, която взаимодейства с покрита с нанофилм повърхност, за да произвежда електрическа енергия. През 2011 г. публикува доклад, в който се съобщава за способността му да произвежда висока плътност на мощността от редица механични сили, но има едно предупреждение: изисква източник на енергия с относително висока честота, по-висок от този, произведен от човешкото движение.

Така че изследователите обединиха обратното електричество с ново устройство, наречено "мехурче", за да преодолеят пролуката. Бъркачката не съдържа движещи се механични части, а е съставена от две плоски плочи с междупроводима течност. В долната плоча, малки отвори позволяват навлизане на газ под налягане, който от своя страна образува мехурчета. Те нарастват по размер, докато не се докоснат до горната плоча и се спукат. Бързото, продължаващо производство и разрушаване на мехурчета измива проводимата течност назад и напред, за да генерира електрически заряд.

Изследователите твърдят, че този метод може да произвежда много ватове спрямо повърхността на генератора, като устройството за проверка на концепцията генерира около 10 вата на квадратен метър в ранни експерименти. Те твърдят, че теоретичните оценки показват, че до 10 kW биха могли да бъдат възможни. Обувките могат да се използват за захранване на мобилни устройства чрез заряден кабел, да бъдат адаптирани за военните или да действат като източник на енергия за хора в отдалечени райони и развиващи се страни.

"Балонът наистина блести при производството на висока плътност на мощността, " казва Крупенкин. "За този тип механично събиране на енергия, мехурът има обещанието да постигне далеч най-високата енергийна плътност, която някога е демонстрирала."

Крупенкин и Дж. Ашли Тейлър, старши учен в отдел "Механично инженерство" на UW-Madison, създадоха стартираща компания, наречена InStep NanoPower, и търсят партньори от индустрията да комерсиализират технологията. Те вече са се съюзявали с Vibram в разработването на демонстрационна обувка с технологията за събиране на енергия, вградена в подметката.

Можете да чуете от Крупенкин в първия видеоклип по-долу, докато вторият му показва как върви към властта на LED фенерче. Изследванията на екипа бяха публикувани в списанието " Научни доклади".

Източник: Университет Уисконсин-Мадисън

Изследователите обединяват обратното електроуреди с ново устройство, наречено барболтор (Credit: UW-Madison College of Engineering)

Обувките за събиране на енергия могат да се използват за захранване на мобилни устройства чрез кабел за зареждане, да бъдат адаптирани за военните или да действат като източник на енергия за хора в отдалечени райони (Credit: UW-Madison College of Engineering)

Дж. Ашли Тейлър (вляво) и Том Крупенкин твърдят, че са направили голям пробив в колективното усилие да се превърне човешкото движение в използваема енергия (Credit: UW-Madison College of Engineering)