Обувь, собирающая кинетическую энергию, - еще один шаг на пути к зарядке мобильных устройств на ходу

Среди собирающих энергию плиток, рюкзаков и стелек было много разговоров об освоении кинетической энергии для питания мобильных устройств и другой электроники. Команда исследователей утверждает, что сделала большой прорыв в превращении человеческого движения в полезную энергию, развивая новый способ получения полезной электроэнергии из наших шагов.

"Человеческая ходьба несет в себе много энергии," - говорит профессор машиностроения в Университете Висконсин-Мэдисон, Том Крупенкин. - "Теоретические оценки показывают, что она может производить до 10 ватт на обуви, и эта энергия просто впустую уходит в виде тепла. В общей сложности 20 Вт при ходьбе не мелочь, особенно по сравнению с требованиями к электропитанию большинства современных мобильных устройств".

Но извлечение полезной энергии из этих теоретических расчетов создаст ряд проблем для Крупенкина и его команды. Разработка методики сборки, которая была бы практичной для «относительно малых смещений и больших сил стоп» и сделала возможным производство обуви, собирающей энергию, была недостижимой целью до сих пор, несмотря на обещание устройств, таких как крепления к обуви PediPower.

"Таким образом, мы разрабатываем новые методы прямого преобразования механического движения в электрическую энергию, которые подходят для этого типа приложений", - говорит Крупенкин.

Обратное электросмачивание - методика, разработанная Крупенкиным в качестве нового подхода к сбору механической энергии. Она включает в себя проводящую жидкость, которая взаимодействует с поверхностью покрытия из нанопленки, чтобы произвести электрическую энергию.

Он опубликовал статью в 2011 году, описывая способность производить мощность высокой плотности из ряда механических сил, но есть один нюанс: это требует источника энергии с достаточно высокой частотой, выше, чем при человеческих движениях.

Поэтому исследователи совместили обратное электросмачивание с новым устройством под названием барботер в попытке преодолеть разрыв. Барботер не содержит подвижных механических частей, но состоит из двух плоских пластин с проводящей жидкостью между ними.

В нижней пластине крошечные отверстия позволяют вводить сжатый газ, который в свою очередь образует пузыри. Они растут в размерах, пока не вступают в контакт с верхней пластиной и взрываются. Быстрое, продолжающееся производство и разрывание пузырей вымывает проводящую жидкость для генерирования электрического заряда.

Исследователи говорят, что этот метод может производить много ватт по отношению к площади поверхности генератора, его концепт вырабатывал около 10 ватт на квадратный метр в ранних экспериментах. Они утверждают, что теоретические расчеты показывают до 10 кВт.

Обувь может быть использована для питания мобильных устройств через зарядный кабель, может быть приспособлена для военных или выступать в качестве источника питания для людей в отдаленных районах и развивающихся странах.

Крупенкин и Дж. Эшли Тейлор, старший научный сотрудник в машиностроительном факультете Университета Мэдисон, создали компанию под названием InStep NanoPower, и ищут промышленных партнеров для коммерциализации технологии. Они уже объединились с Vibram в разработке демонстративной обуви с технологией сборки энергии, встроенной в подошву.