Электроэнергии в настоящее время требуется всё больше и больше. Необходимо разрабатывать новейшие, нетрадиционные методы её генерации. При этом они должны быть относительно дешёвыми и экологичными, безвредными для окружающей среды. В этой статье поведаем о самых необычных новых разработках в данной сфере.
Солнечные паруса
В 2019 году произошло развертывание солнечного паруса LightSail2 на космическом аппарате формата Кубсат. Испытания были признаны успешными, аппарат преодолел более 8 миллионов километров, совершив 18 000 витков вокруг Земли.
Площадь паруса составила 32 м2. В отличие от обычного корабельного, он приводится в движение не силой ветра, а при помощи солнечной энергии. Она представляет собой поток заряженных частиц, излучаемых Солнцем. Благодаря нему возможно длительное путешествие по орбите Земли и за ее пределами по необходимому маршруту. При этом дополнительное топливо не требуется.
Электроэнергия из воздушных вибраций
Корпорация Hitachi создала новейшую технологию получения электрической энергии при помощи вибраций, естественным путём появляющихся в воздухе. Их амплитуда достигает всего несколько мкм. Тем не менее, на данный момент подобная установка вырабатывает низкое напряжение. Но она привлекательна тем, что генераторы способны функционировать в любом месте и при любых условиях, в отличие от солнечных батарей.
Основой технологии является эффект выработки электроэнергии от возникающих в воздухе вибраций в случае изменения расстояния между двумя электродами – зафиксированным в пространстве и расположенным на плоской пружине.
Чтобы подтвердить свою гипотезу, разработчики создали портативную установку, которая вырабатывает электричество мощностью 0.12 мкВт при колебаниях в несколько мм. Такие колебания могут наблюдаться в обычных потоках воздуха внутри зданий. Данной мощности хватит для срабатывания температурного либо светового датчика примерно 1 раз в час, или трансляции информации, замеренной датчиком.
Получение электроэнергии из подводных течений
Уже несколько лет в ведутся разработки в области «биомимикрии». Она состоит в использовании разнообразных природных решений для пользы человека. Так, австралийская корпорация Bio POWER Systems создала проект океанской подводной электростанции BioWave. Она генерирует электрическую энергию за счёт подводных течений, которые создают специальные «колеблющиеся стебли», которые вибрируют под водой, подобно водорослям.
Наружная электрическая станция похожа на большую водоросль с тремя гигантскими гибкими листьями. Если течение очень интенсивное, и может повредить конструкцию, листья загибаются ко дну с более медленным течением. Данная электрическая станция уже функционирует около Тасмании, генерируя примерно 250 кВт электроэнергии.
Минигенератор из древесины
Если сильно сжать дерево, а потом разжать, оно способно выработать электроэнергию. Правда, совсем немного. Специалисты из швейцарского университета ETH Zurich и Empa на основе нескольких опытов смогли превратить древесину в генератор электроэнергии.
Учёные скорректировали химический состав дерева с помощью помещения в него перекиси водорода и уксусной кислоты. Был растворён один из элементов коры. В итоге осталась только целлюлоза, а древесина может сама возвращаться в исходное состояние. За счёт этого вырабатывается энергия, достаточная для питания жидкокристаллического дисплея.
Энергия из ДНК
Органические молекулы тоже могут трансформировать энергию Солнца в электрическую – это доказали немецкие учёные. В 2021 году они создали надмолекулярную систему на основе ДНК. Её основой является фуллерен – своеобразный «футбольный мяч» из 60 углеродных атомов. Он содержит краситель, поглощающий свет Солнца и передающий энергию фуллерену. Однако имеется проблема – без упорядочивания таких систем ток будет постепенно уменьшаться до полного затухания.
Предложенное решение проблемы – закрепление надмолекулярных систем на спирали ДНК. Таким образом электроны перемещаются упорядоченно, а сила тока поддерживается на нужном уровне.
