Электричество из воздуха и водорослей вместо углеводородного топива
В качестве замены углеводородным видам топлива человечеству предлагаются источники, которые принято называть альтернативными или возобновляемыми. В первую очередь это энергия солнца, ветра, приливов и отливов, а также недр Земли. Уже зеваете? Взбодритесь, речь пойдёт не о них. Есть более оригинальные идеи.
У природы нет плохой погоды…
Свежая новость: инженеры из Гонконга разработали генератор, который производит электричество от падающих капель воды. Иначе говоря, дожди могут стать новым источником возобновляемой и предельно дешёвой энергии! Генератор можно установить на крыше дома, а можно — и на куполе зонтика, что позволит, например, заряжать в непогоду смартфон. А уж для тех регионов планеты, где дожди в определённые месяцы льют не переставая, такое устройство станет сродни вечному двигателю.
Попытки получать энергию из падающих дождевых капель предпринимались и раньше, но мощность генератора оказывалась слишком маленькой. В этот раз удалось создать девайс с высокими КПД и удельной мощностью. Идея разработчиков была в том, чтобы покрыть поверхность генератора плёнкой из политетрафторэтилена (ПТФЭ), более известного как тефлон. Этот материал способен накапливать электрический заряд, например, в результате трения.
Опыты показали, что одна капля воды, падающая с высоты 15 см, может генерировать напряжение и ток, которых будет достаточно, чтобы зажечь сотню маленьких светодиодов. Прототип устройства для практического применения будет готов в ближайшие пять лет, обещают исследователи.
А вот ещё одна идея, непосредственно связанная с погодой. Её автор — американский инженер Энтони Мамо. Рассматривая карты, на которых изображены циклоны и антициклоны, он подумал: раз в одних районах страны преобладают области повышенного давления, а в других — пониженного, почему бы не соединить их трубой? Тогда воздух из зоны с высоким давлением будет дуть в область с низким, порой разгоняясь (так показывали расчёты) до сверхзвуковых скоростей. И если внутри трубы поставить турбину, она будет вращаться, как тот же ветряк, только гораздо быстрее.
Сейчас изобретение Энтони Мамо (сам он уже умер) пытается реализовать основанная им фирма. По словам её директора, мощность построенной электростанции будет составлять сотни мегаватт.
«Прицепить её к динамо — пусть ток даёт в недоразвитые районы»
Все мы каждый день совершаем столько телодвижений, что жаль потраченной впустую энергии. Об этом задумываются инженеры во всех странах мира. Возникают любопытные предложения: например, использовать кинетическую энергию вращающихся дверей или ручек турникетов.
В Китае и Нидерландах такие двери-генераторы уже появились. Посетители торговых центров вынуждены толкать их (обычно, как мы знаем, двери начинают вращаться сами по сигналу датчика) и таким образом производить бесплатную электроэнергию. А в Японии то же самое проделали с турникетами на некоторых железнодорожных станциях. На токийском вокзале Сибуя, кроме того, в пол под ними встроили пьезоэлементы. Они генерируют электричество от давления и вибрации, которые создаются, когда очередной пассажир проходит через турникет.
Пьезоэлементы, между прочим, давно используются в «лежачих полицейских». Началось всё с Великобритании, где изобретатель Питер Хьюс создал «генерирующую дорожную рампу» (Electro-Kinetic Road Ramp) для автомобильных дорог. Всякий раз, когда машина переезжает это устройство, вмонтированное в дорожное покрытие, оно вырабатывает электрический ток. Мощности хватает, чтобы работали светофоры и подсвечивались дорожные знаки. Британцы внедрили эту технологию в нескольких городах, затем её переняли в других странах.
Но раз пьезоэлементы можно подсунуть под колёса автомобилей, почему бы не подложить их и под ноги пешеходам? Другой британский изобретатель, Лоуренс Кемболл-Кук, придумал тротуарную плитку, которая преобразует шаги гуляющих по ней людей в электроэнергию. При нажатии вмонтированное в плитку устройство прогибается на 5 мм. Полученные ватты либо сохраняются в литиевом аккумуляторе, либо сразу идут на освещение автобусных остановок, витрин и вывесок.
В завершение темы использования даровой энергии упомянем ещё две идеи, уже поставленные на поток. «Вот балерина — крутится. Крутится, крутится, аж в глазах рябит. Прицепить её к динамо — пусть ток даёт в недоразвитые районы», — рассуждал в одной из юморесок Михаил Жванецкий. А чем велосипедист хуже? Американская компания Cycle Atom наладила выпуск устройства, которое заряжает при кручении педалей аккумулятор, а от него — ваши гаджеты. Аналогичный комплект с динамо-машиной производит и компания Nokia.
От игры в футбол тоже может быть польза. Группа выпускников Гарварда разработала мяч, генерирующий электроэнергию при ударе по нему. Она накапливается в аккумуляторе, и после получасовой игры её вполне хватит, чтобы питать небольшой электроприбор, к примеру, настольную лампу со светодиодом. Этот мяч (его назвали SOCCKET) был создан прежде всего для жителей стран третьего мира, в домах которых по старинке горят керосиновые лампы.
Энергия эфира? Никакой лженауки!
Ещё одно недавнее сообщение. Учёные из Массачусетского технологического института разработали метод получения электричества из воздуха. В его основе химическая реакция с участием почвенных бактерий Geobacter, из которых исследователи «сплели» нанонити толщиной менее 10 микрон. Эти бактерии имеют интересную особенность: они генерируют электричество из содержащейся в воздухе влаги. По словам авторов, устройство будет работать даже в районах с чрезвычайно низкой влажностью, например, в пустыне Сахара.
Инженеры из американской компании Ambient Micro пошли ещё дальше. Они предложили использовать даровую энергию радиоволн, которыми насыщено окружающее нас пространство. Никакой лженауки в этом нет: мимолётные низкочастотные сигналы от радио- или телевизионного эфира можно преобразовывать в постоянный ток. Правда, для этого необходимы специальная антенна и узлы. Над ними и работает компания. Конечно, мощность очень мала, но её хватает для зарядки датчиков и других миниатюрных приборов.
В немецком Гамбурге стоит пятнадцатиквартирный дом, фасады которого покрыты плоскими аквариумами. В них обитают водоросли, извлечённые из протекающей неподалёку Эльбы. Они служат единственным источником энергии для отопления и кондиционирования четырехэтажного здания, ставшего первым в мире домом, «питающимся» от водорослей.
Каждый аквариум закреплён на внешних лесах и поворачивается вслед за солнцем, словно подсолнух. Для энергоснабжения дома используется фотосинтез водорослей. Когда их становится слишком много, часть изымают из резервуаров и превращают в биотопливо, которое отапливает здание зимой. Экологи считают, что это очень перспективный источник «зелёной» энергии, и даже называют водоросли идеальным топливом.
Напоследок — совсем уж экзотическая технология из Пенсильвании. Сотрудники местного университета создали миниатюрную электростанцию, работающую от унитаза. Они изучили бактерии, обитающие в отхожем месте, и выяснили, что при определённой химической реакции те способны вырабатывать электроны. Если их «поймать», то полученного тока хватит для работы лампочки в туалете. А если снабдить такими установками всю городскую канализацию, то можно обеспечить электроэнергией трамвайные и троллейбусные линии.
И кто скажет, что это не «чистая» энергетика?