Чтобы получить энергию из звука, необходим специальный материал
Звук — это волны, возникающие в результате колебаний молекул воздуха. Топая, аплодируя или разговаривая, мы создаем вибрации, которые можно преобразовать в электричество.
Для этого необходимы специальные пьезоэлектрические материалы, которые способны вырабатывать электричество при механическом воздействии на них. Например, пьезоэлектрический мат будет генерировать небольшое количество энергии, когда кто-то наступает на него.
Идея о преобразовании шума в электричество основана на том же принципе. Такие материалы способны улавливать даже незначительные вибрации от звука или шагов. Поэтому в будущем их можно будет использовать не только в повседневной жизни, но и аэрокосмической отрасли, медицине и автомобилестроении.
На создание такой технологии школьницу из Луизианы вдохновил мультик Pixar
Гейонгюн Лили Мин, 17-летняя ученица средней школы в Лейк-Чарлзе, штат Луизиана, с детства беспокоилась об экологии. После просмотра мультфильма «Корпорация монстров» от Pixar, где энергию получали из криков испуганных детей, она задумалась, а можно ли на самом деле генерировать электричество из звука.
Девушка провела месяцы в импровизированной лаборатории, которую оборудовала в гараже родителей. Она разрабатывала основанную на пьезоэлектрическом эффекте технологию, с помощью которой можно преобразовывать громкие звуки на спортивных аренах в энергию.
Чтобы проверить теорию на практике, Лили Мин масштабировала пропорции настоящего баскетбольного зала и построила модель размером 55 на 30 см. Она использовала легкие материалы, вроде пенопласта и пластика, чтобы имитировать структуру спортивной арены.
С помощью модели девушка изучала, как шум на стадионе влияет на акустическую среду. Чтобы выяснить, где сбор энергии эффективнее, она устанавливала пьезоэлектрические генераторы в разных местах. Для эксперимента Гейонгюн использовала записи шумных спортивных мероприятий с различными уровнями громкости — от обычных 70 децибел до максимальных для стадиона 100 децибел.
В результате девушка разработала три модели устройства для генерации электричества с помощью пьезоэлектрического эффекта: Cassegrain, Gregorian и front feed. Каждая из них спроектирована так, чтобы максимально эффективно собирать энергию из шума в конкретных частях арены.
Со своим проектом Лили Мин вышла в финал крупнейшей международной научной ярмарки Regeneron International Science and Engineering Fair в 2024 году. Несмотря на поражение, она не сдается и продолжает работу над улучшением системы. Возможно, однажды она станет новым Стивом Джобсом.
Про потенциал идеи читайте в нашей статье.