Подпишитесь на нас в Google
15-летняя школьница из канадской провинции Британская Колумбия создала необычный фонарик, которому не нужны ни батарейки, ни солнечная панель. Устройство вырабатывает электроэнергию за счет разницы температур между теплой ладонью человека и прохладным окружающим воздухом. Об изобретении рассказывает ScienceBlog.
Автор публикации напоминает, что эксперимент состоялся ещё в 2013 году. Тогда ученица 10-го класса Энн Макосински представила так называемый Hollow Flashlight – "полый фонарик". Его особенностью стало то, что для получения энергии достаточно было просто держать устройство в руке.
В основе конструкции лежит так называемый эффект Зеебека – физическое явление, при котором разница температур между двумя сторонами термоэлектрического элемента создает электрическое напряжение. В фонарике Макосински эту функцию выполняли четыре элемента Пельтье, расположенные вокруг полой алюминиевой трубки.
Как уточняет ScienceBlog, элемент Пельтье используется, например, в портативных холодильниках, где он обычно работает наоборот: использует электричество для перемещения тепла. Если подключить элемент в другом направлении, он станет крошечным генератором электроэнергии.
Когда человек сжимает трубку, тепло ладони нагревает внешнюю поверхность элементов. В то же время воздух, проходящий через полую часть конструкции, охлаждает их внутреннюю сторону. Именно эта разница температур и обеспечивает выработку электрического тока. И хотя на выходе получается ничтожное количество электроэнергии, его достаточно для работы маломощного светодиода.
Особенностью устройства, созданного канадской школьницей, было то, что его эффективность напрямую зависела от температуры окружающей среды. Чем холоднее воздух, тем больше была разница между температурой руки и окружающей среды, а значит, фонарик светил ярче.
Макосински создала две версии устройства. В одной из них алюминиевая трубка была размещена внутри ПВХ-трубы. Стоимость материалов для каждого варианта составляла около 26 долларов. Оба прототипа могли поддерживать свечение светодиода более 20 минут, пока пользователь держал фонарик в руке.
Сама изобретательница подчеркивала, что её интересовал не столько фонарик, сколько возможность использовать энергию, которая обычно просто теряется. "Меня действительно интересует сбор избыточной энергии – энергии, которая нас окружает, но которую мы никогда не используем", – рассказывала она в свое время журналистам.
В 2013 году проект принес Макосински победу в её возрастной категории на Google Science Fair. В то же время ScienceBlog отмечает, что в качестве обычного бытового фонарика изобретение имеет очевидные ограничения: его мощность невелика, свет не слишком яркий, а после того, как устройство выпустить из руки, оно перестает работать.
Впрочем, значение эксперимента выходит далеко за пределы школьного проекта. Автор объясняет, что тот же физический принцип используется в гораздо более сложных системах, в частности в радиоизотопных термоэлектрических генераторах NASA, которые обеспечивают энергией космические аппараты.
Подобный подход пытаются применить и к носимым устройствам. Исследователи работают над термоэлектрическими генераторами, способными использовать тепло человеческого тела для питания электроники.
"В будущем мы хотим иметь возможность питать вашу носимую электронику без необходимости использования батареи", – отмечал старший автор одного из таких исследований Цзяньлянь Сяо.
Другие интересные изобретения
Как писал УНИАН, китайская компания Photon Matrix Lab создала портативную систему для борьбы с комарами, которая использует LiDAR для обнаружения и лазер для уничтожения насекомых без химикатов. Устройство работает днем и ночью, питается от powerbank и может монтироваться различными способами, эффективно действуя против мелких летающих насекомых.
Также мы рассказывали о лауреатах Шнобелевской премии этого года. Одна из команд получила приз за использование комаров для 3D-печати.
