Жидкий металл превратит движение в электричество даже под водой.

Исследователи из Университета штата Северная Каролина создали мягкое и растягивающееся устройство, которое преобразует движение в электричество и способно работать во влажной среде.

«Механическая энергия — такая как кинетическая энергия ветра, волн, движения тела и вибрации от двигателей — присутствует в изобилии», — поделились Майкл Дики, автор-корреспондент статьи, и профессора химической и биомолекулярной инженерии в Университете Северной Каролины Камилла и Генри Дрейфус. «Мы создали устройство, которое может превращать этот тип механического движения в электричество. И одно из его замечательных свойств заключается в том, что оно прекрасно работает под водой».

Сердцем энергосборщика является жидкий металлический сплав галлия и индия. Сплав заключен в гидрогель — мягкий, эластичный полимер, насыщенный водой.

Вода в гидрогеле содержит растворенные соли, называемые ионами. Ионы собираются на поверхности металла, что может форсировать заряд в металле. Увеличение площади металла обеспечивает большую поверхность для притяжения заряда. В результате образуется электричество, которое улавливается проводом, прикрепленным к устройству.

«Поскольку устройство мягкое, любое механическое движение может привести к его деформации, включая сжатие, растяжение и скручивание», — говорит Дики. «Это делает его универсальным прибором для сбора механической энергии. Гидрогель же достаточно эластичен, чтобы растягиваться в пять раз по сравнению со своей первоначальной длиной».

В ходе экспериментов исследователи обнаружили, что при деформации устройства всего на несколько миллиметров генерируется плотность мощности (мощность в расчете на единицу площади, перпендикулярной к направлению распространения электромагнитной волны) около 0,5 мВт/м2. Это количество электроэнергии сопоставимо с несколькими популярными классами технологий сбора энергии.

«Разумеется, существуют и другие средства сбора механической энергии. Но остальные технологии плохо работают, если вообще работают, во влажной среде», — объясняют авторы. — «Эта уникальная особенность может найти применение в различных областях — от биомедицины до спортивной одежды и морской среды. Кроме того, устройство просто в изготовлении. Существует возможность увеличения мощности, поэтому мы рассматриваем проделанную работу как демонстрацию жизнеспособности и работоспособности концепции».

Исследователи уже работают над двумя смежными проектами.

Один из них направлен на использование технологии для питания носимых устройств путем увеличения выходной мощности комбайна. Второй проект рассматривает возможность использования этой технологии для сбора энергии волн в океане.

Статья о изобретении была опубликована в журнале Advanced Materials.

А вы готовы к новым устройствам сбора .energy? Однажды мягкие гидрогелевые устройства могут прийти на смену величественным ветрякам или гидроэлектростанциям.