Головна / Технології / Електрика з повітря

Електрика з повітря

Ми буквально купаємося в океані енергії, і пристрій, розроблений в Массачусетському технологічному інституті (MIT), дозволяє зачерпнути з нього. Цей пристрій, тепловий резонатор, здатний отримувати електрику з невеликих добових коливань температури повітря.

Більшість відомих термоелектричних генераторів використовують просторові флуктуації температури. Так, наприклад, потік тепла, що рухаються від більш нагрітого боку об’єкта до менш нагрітого, захоплює з собою носії заряду і створює різницю електричних потенціалів, що генерує електрику. Однак різниця температур для того, щоб цей, термоелектричний ефект мав прикладне значення, повинна бути досить велика.

Нова техніка базується на так званому піроелектричному ефекті і розрахована на невеликі зміни температури, які природно відбуваються протягом дня.

«Ми, по суті, винайшли цю концепцію на рівному місці і побудували перший тепловий резонатор. Це те, що може стояти на столі і генерувати енергію як би з нізвідки. Ми весь час оточені коливаннями температури різної частоти. Це невикористане джерело енергії», — пише Майкл Страно (Michael Strano), співавтор публікації про цю роботу в Nature Communications.

Активним компонентом резонатора служить піновидний метал (мідь і нікель), заповнений октадеканом — органічною речовиною, яка переходить з рідкого у твердий стан при певній температурі. Зовні резонатор покритий шаром графену, що має відмінну теплопровідність. Така будова забезпечує пристрою дуже високу теплову еффузію, тобто здатність ефективно обмінюватися тепловою енергією з навколишнім середовищем.

Тепло з гарячою боку резонатора тече крізь нього й по дорозі консервується октадеканом, змінює фазовий стан. Оскільки різні сторони резонатора завжди нагріті неоднаково, тепло постійно рухається в ньому взад і вперед в спробах досягти рівноваги. Енергія, яка акумулюється в процесі цього, може перероблятися в електрику звичайними термоелектричними генераторами.

Автори випробували свій винахід 16 днів, протягом яких коливання температури досягали 10 °C. Система змогла генерувати 350 мВ з вихідною потужністю 1,3 мВт, перевершивши за продуктивністю типовий піроелектричний матеріал таких же габаритів.

Отриманої енергії достатньо для живлення економічних датчиків. При цьому, подача електрики визначається тільки температурними флуктуаціями навколишнього середовища, тобто не переривається в безвітря або в темний час доби, як у вітрогенераторів або сонячних батарей.