Помочись на туфли - заряди мобильник

Том Крупенкин (Tom Krupenkin) и Эшли Тейлор (Ashley Taylor) из Висконсинского университета в Мэдисоне создали технологию, которая в перспективе позволит превратить обыкновенную обувь в источник электроэнергии. Статья ученых появилась в Nature Communications, а ее краткое изложение приводит Nature News.

Смачиваемость поверхности жидкостью можно в некоторых случаях варьировать при помощи внешнего электрического поля (этот эффект был описан еще Габриэлем Липпманом в конце XIX века). Среди модификаций этого эффекта известно так называемое электросмачивание на диэлектрике (Electro-wetting on dielectric - EWOD) - когда капля проводящей жидкости помещается на диэлектрическую подложку. Под воздействием электрического поля меняется смачиваемость поверхности, и капля может расползаться или даже двигаться в некотором направлении.

В основу работы новой технологии положен эффект, который ученые назвали REWOD (Reverse electro-wetting on dielectric - обратный эффект электросмачивания на диэлектрике). Суть его заключается в том, что механическое движение капли по поверхности диэлектрика должно приводить к возникновению электрического поля. По словам Крупенкина, это происходит как с электромотором - если крутить сердечник, например, руками, то можно получить электрический ток.

Созданное учеными устройство представляет собой металлический проводник, покрытый изолирующим слоем из оксида таллия, на который сверху нанесены капли соединений ртути. Капли сверху прижимаются другим проводником, который вместе с первым подсоединены к выходу. Как оказалось, при движении верхней пластины на выходе возникает разность потенциалов.

Мощность полученного таким образом генератора оказалась достаточно небольшой - порядка нескольких милливатт. Вместе с тем расчеты Крупенкина и Тейлора показывают, что использование большого числа подобных капельных элементов (порядка тысячи), позволит создать устройство мощностью порядка 10 ватт. При этом площадь такой батареи будет около 40 квадратных сантиметров.

По словам ученых, батарея немного другой конструкции, основанная на эффекте REWOD, может быть вмонтирована в подошву обычного ботинка. Это позволит при ходьбе генерировать электричество, достаточное для подзарядки мобильного телефона или даже небольшого ноутбука.

На фото выше - схема работы источника энергии. Красным показаны капли, зеленым - оксид таллия. Иллюстрация авторов исследования.