Учёные из Массачусетского технологического института (MIT) создали устройство, способное генерировать электричество из воздуха, благодаря разнице температур воздушных слоёв. Термальный резонатор может использоваться для поддержания работы слаботочных устройств, например, дистанционных датчиков.
Мы не всегда обращаем на это внимание, но воздух, окружающий нас, постоянно нагревается и остывает. Сейчас учёные MIT решили извлечь пользу из этих температурных перепадов с помощью устройства, преобразующего их в электрический ток.
Их прибор, названный термальным резонатором, является усовершенствованным термоэлектрическим генератором, который работает на принципе преобразования разницы температур в электричество. Новая система не использует привычную термопару, вместо нее применяется особый материал, гарантирующий низкое излучение тепла, что приводит к тому, что температура на одной стороне всегда отличается от другой.
Разработчики, описавшие свою работу в журнале Nature Communications, хотели создать материал с сильной «тепловой активностью», характеристикой, определяющей комбинацию того, с какой скоростью тепло передается через материал, и того, как эффективно оно сохраняется. Как правило, если один из этих показателей высокий, то другой понижен.
Термальный резонатор позволяет избежать этого путём совмещения металлической пены из меди и никеля со слоем графена для повышения проводимости. Затем в результате фазового перехода выделяется материал, называемый октадеканом, способный удерживать либо выделять большое количество тепла.
Одна сторона устройства поглощает тепло, которое затем медленно перемещается к другой стороне. Материал очень устойчив к теплу, однако может при этом эффективно его передавать, создавая разницу, необходимую для получения электричества.
Разработчики провели первоначальные тесты, используя 24-часовые колебания температуры окружающего воздуха. Впрочем, они считают, что устройство также может вырабатывать электричество на основе перепада температур, происходящих при включении-выключении как бытовых, так и промышленных холодильников.
Но не стоит ликовать, эта система всё ещё имеет серьёзные ограничения. Её малая мощность означает, что она может питать лишь устройства, не требующие большого напряжения, такие как дистанционные датчики. Мы вряд ли увидим эту систему на службе энергообеспечения наших бытовых приборов, но эта идея добавляется в копилку инноваций, предоставляющих альтернативы привычным источникам «чистой энергии», таким как ветер или солнце. И в избавлении от зависимости от ископаемого топлива каждый маленький шаг имеет значение.
7 самых странных стрижек, на которые ты не решишься