Технология, которая позволит использовать ранее тратившуюся впустую энергию, разрабатывается в рамках проекта InComEss.
«С каждым шагом мы оказываем давление как на землю, так и на подошвы нашей обуви, что, в свою очередь, вызывает крошечные вибрации, которые генерируют энергию», — сказала Синтия Матео из Технологического центра AIMEN.
Она является координатором проекта; её слова приводит сайт cordis.europa.eu. Аэрокосмическая и автомобильная промышленность создают еще больше таких вибраций, не говоря уже об огромном количестве выделяемого ими тепла. Пока никому не удалось создать инструменты, которые позволили бы использовать такую энергию. Ситуация скоро изменится благодаря проекту InComEss.
Цель проекта — разработать эффективные, интеллектуальные материалы на основе полимеров, способные собирать и хранить энергию из окружающей среды: механических вибраций и отходящего тепла. Специальные пьезоэлектрические и термоэлектрические генераторы преобразуют их в зеленую энергию.
Авторы проекта предполагают, что эффективность такого решения будет очень большой, но их основная цель — обеспечить питание беспроводных сенсорных сетей, которые будут реализованы в различных сценариях. Например, в системах Интернета вещей (IoT) или для мониторинга состояния конструкций в зданиях и самолетах или точного мониторинга транспортных средств с помощью GPS-датчиков.
Исследователи, входящие в консорциум, хотят разработать три различные системы: пьезоэлектрическую систему для получения энергии из одного источника, систему получения термоэлектрической энергии с одним источником и гибридную систему EHS с несколькими источниками на основе технологии ThermoPiezoElectric.
Результаты работы на данный момент очень многообещающие. Ученые проверили, среди прочего, термоэлектрический генератор, подключенный к выхлопной системе автомобиля, который успешно вырабатывает энергию за счет разницы температур, вызванной началом движения.
В другом эксперименте они подключили к крыльям самолета пьезо- и термоэлектрические генераторы, в результате чего возникающие на них вибрации и перепады температур преобразовывались в зеленую энергию, которая затем использовалась для передачи данных.
Однако пока авторам не удалось добиться того КПД, который позволил бы обеспечить независимое питание беспроводной сенсорной сети (WSN), а вот отдельных ее элементов — да.
«Благодаря успешной демонстрации возможности использования систем сбора энергии для питания беспроводных сенсорных сетей нам удалось бы не только развивать рынки датчиков и Интернета вещей, но и поддержать энергетический переход», — отметила Синтия Матео.
Помимо продолжения совершенствования своих генераторов энергии, консорциум также планирует изучить возможность питания ряда маломощных датчиков.
Исследование финансируется программой исследований и инноваций ЕС Horizon 2020. В консорциум входят: Технологический центр AIMEN (координатор), Центр нанотехнологий и интеллектуальных материалов, Институт исследования полимеров Лейбница в Дрездене, компания Nanocyl, Smart Material GmbH, Университет Тампере, Фонд исследовательских технологий Hellas, Skeleton Technologies, Университет Падуи, PhotonFirst, Core Innovation and Technology OE, Marelli Europe, Sonaca Group, Институт связи и компьютерных систем, Испанская ассоциация по стандартизации, Focchi S.p.A. и Fundación CIRCE (это центр исследований рекурсий и потребления энергии).