С всяка изминала година, нашите електронни устройства стават все по-малки и по-бързи, но тенденцията не може да продължи, докато не решим една голяма пречка: батериите. Може би не осъзнавате факта, че едно устройство е точно толкова добро, колкото е неговия захранващ източник, а търсенето на по-голяма мощност и по-бърза работа може да доведе до опасни ситуации като експлозиите на Samsung Galaxy 7, например.


Учени от цял свят търсят решение на този така важен проблем и вече има някакъв напредък. Така например, учени са създали самозахранващи се устройства, които генерират електроенергия от източници като движението и топлината на тялото без нужда от вътрешна батерия.

 

И макар, че ще мине известно време преди да се разделим напълно с нашите зарядни устройства, от The Verge са решили да ни предоставят информация за това как човешкото тяло може да бъде батерия за мобилните ни устройства.

Защо самозахранващи се устройства?

За повечето от нас самозахранващите батерии никога няма да успеят да осигурят нужната енергия за нашите телефони и това е така. Ключовото им приложение обаче, което повечето учени имат предвид е за медицинските устройства, особено за имплантируемите медицински устройства като пейсмейкърите. Ако едно имплантируемо медицинско устройство разчита на батерия, замяната на батерията изисква операция, така че ако този вид медицински устройства имат самозахранващи се батерии ще е огромно предимство и наистина може да запази живота на хората.

 

Това би могло да помогне и при мозъчните имплантанти, като тези, които компанията на Елон Мъск, Neuralink се надява да създаде. Понастоящем батериите на повечето мозъчни импланти издържат по-малко от пет години.

Зареждане на устройства от телесната топлина

Има много начини, по които могат да работят самозахранващите се устройства. Едната е пиезоелектричната енергия, която се генерира, когато натискате някои материали. Друг метод е „събирането на движения“ или така наречената кинетична енергия, създавана при движение. Тези начини обаче не са практични, кой иска да има устройство, което работи само при определени условия, например когато сте в движение. Така че, за много учени все още търсят най-добрият източник и според някои това е енергията от телесната топлина или термоелектрически генератори.

 

Такива термоелектрически генератори са създадени от учени от университета в Северна Каролина. Те работят чрез улавяне на температурната разлика между кожата на носещия ги и въздуха наоколо. Очевидното предимство на топлината на тялото е, че не е нужно да правите нищо, за да генерирате енергия, но има и недостатък и той е че може да се събере много малко енергия.

 

За съжаление, тези термоелектрически генератори генерират енергия само в микровата и никога няма да успеете да захраните телефона си или което и да е друго устройство. Разбира се възможно е да се направят ефективни генератори, които събират много енергия, но те ще бъдат големи и не добре изглеждащи и никой няма да иска да ги носи.

Електроника с ниска мощност

От друга страна, много инженери се опитват да направят електронни устройства, които работят с много малко енергия. Освен това един от големите проблеми е, че батериите се изхабяват. Ако поставите батерията на рафта и не я използвате, тя ще загуби част от енергията, която е съхранила.

 

Държавният университет в Северна Каролина е домакин на изследователски консорциум - Center for Advanced Self-Powered Systems of Integrated Sensors and Technologies (ASSIST) - посветен на създаването на медицинска електроника с ниска мощност, без батерии.

 

Тази изследователска група е финансирана от Националната научна фондация и вече е създала прототип на устройство за проследяване на здравето. То може да следи индикатори като влажност, температура и дори органични съединения във въздуха, както и сърдечната честота, движението и дихателната честота на пациента.

Освобождаване на електрическа енергия чрез триене

Електричеството може да се генерира и чрез триене: помислете за статичното електричество, което се генерира, когато разтривате две парчета плат. Това се нарича трибоелектричен ефект. Екип учени са използвали едновременно движението и трибоелектричния ефект, за да създадат еластично, самозахранващо се устройство за носене.

 

С натискане върху ръката, то може да генерира няколко вата мощност на квадратен метър, достатъчни, за да се включат временно някои малки светлини.

 

Трибоелектричният ефект е универсален, което означава, че всеки два материала може технически да създадат този ефект, но някои полимери могат да го направят по-добре от други. Ето защо изборът на материали е важен, но има повече възможности, отколкото при други методи и може да генерира повече енергия, отколкото топлината на тялото, например.

 

Вижте какво ще представляват бъдещите батерии