Государственный фонд фондов
Институт развития Российской Федерации

Media Review

Водород или бег

В мире набирают популярность альтернативные источники энергии для подзарядки электроники. Российская венчурная компания, Агентство стратегических инициатив и фонд «Сколково» сейчас проводят конкурс на создание водородных топливных элементов для малых летательных аппаратов и для электромобилей. Суммарный призовой фонд составляет 200 миллионов рублей.

Водородный топливный элемент сегодня является одной из самых известных альтернатив двигателям внутреннего сгорания и аккумуляторам. Он более энергоемкий и экологичный. Механизм работы прост: химическая реакция вызывает ток определенной силы, который можно использовать для подзарядки. Вроде бы баллон с водородом уже изобретен, казалось бы, что еще туда можно добавить. Однако основная задача заключается в том, чтобы повысить коэффициент полезного действия в связке с объемно-массовыми характеристиками. Иными словами, нужно сделать такой баллон компактным и удобным для использования. Использовать водородный топливный элемент могут туристы, геологи, военные исследователи, люди, ведущие поисково-спасательные операции. Заряжать можно транспорт, беспилотники, автомобили и, конечно же, гаджеты. Например, беспилотник, работающий на бензине, может летать над тайгой от 3 до 16 часов в поисках пропавших людей. Водородный элемент позволяет не только увеличить время его работы, но и уменьшить вибрации, которые мешают оборудованию. Кроме того, устройство работает совершенно бесшумно, без тряски, в отличие от других источников энергии.

Помимо этого, специалисты стараются расширить область применений обычных аккумуляторов, таких как литиевые и литий-ионные батареи. Так, американские ученые в штате Айдахо создали новую модификацию литиевой батареи, которая может работать при отрицательных температурах. Основное отличие — не жидкий, а твердый электролит, который менее взрывоопасен и благодаря которому устройство работает дольше. Теперь аккумулятор можно использовать в самых суровых условиях, когда многие девайсы отказываются работать и отключаются.

Появляются и куда более простые для понимания способы зарядить электронику. За основу многих альтернативных источников подзарядки взята мускульная энергия человека. Так, еще в прошлом десятилетии появились устройства, которые могут оказаться крайне полезными в поездке на природу или других походных условиях. Это ножной насос со встроенной турбиной, которая и используется для получения электричества и зарядки аккумулятора. Смартфон можно подзарядить, пока кто-то будет подкачивать шины, надувать лодку или матрац. По такому же принципу работают устройства, энергия для которых вырабатывается с помощью бега, телодвижений и другой активности.

Важно понимать, что новинки в этой области сложно разрабатывать, поскольку их основной недостаток — ограниченное время работы. Так, спальные мешки для подзарядки обеспечат смартфону лишь 24 дополнительные минуты работы в разговорном режиме. Та же история с различной одеждой для подзарядки. Если смартфон или планшет еще можно как-то этим зарядить, серьезную технику уже не получится. Поэтому для военных и других специалистов, работающих в сложных полевых условиях, требуются разработки с применением серьезных научных идей.

Помимо этого, инженеры Вашингтонского университета недавно изобрели технологию беспроводной зарядки смартфонов и других устройств с помощью лазерного луча. Для этого ученые собрали лазерную установку и прикрепили к задней крышке смартфона тонкий аккумулятор, который ловит луч лазера, а затем передает напряжение основной батарее устройства.

Лазер, заряжающий смартфон, генерирует узкосфокусированные лучи в ближнем инфракрасном диапазоне (в этом диапазоне работают, например, приборы ночного видения). Потенциально лазер может заряжать устройство так же быстро, как и обычный USB-кабель.Разработчики позаботились и о безопасности лазерной зарядки. Чтобы удалить избыточное тепло от лазера, ученые прикрепили к крышке смартфона тонкие металлические пластины. Они выполняют функцию теплоотвода и позволяют заряжать устройство в течение долгого времени. Помимо этого, в устройстве предусмотрена система автоматического выключения лазера, если на пути луча возникает человек.

Поистине необычный способ заряжать батареи предложили в Массачусетском технологическом институте. У них появилась идея вырабатывать энергию из воздуха. Изобретенному устройству необходимы температурные колебания при смене дня и ночи — тепловой резонанс. Пока этого недостаточно для подзарядки смартфонов или планшетов, однако энергии хватает для работы небольших датчиков. В ближайшее время изобретатели планируют собрать более крупную версию своего устройства.

Автор: Екатерина Ясакова


Место проведения: