Фантастическая батарейка

0

Какие только батареи за последние годы не изобретали ученые. И дело отнюдь не в попытке создать что-то необычное.

Разрабатывая новые источники питания, ученые ищут те, которые составят литий-ионным собратьям достойную конкуренцию по энергоэффективности и будут более безопасны для окружающей среды.

Похоже, им это неплохо удается. Что правда, некоторые из таких альтернативных источников питания могут показаться немного необычными, смешными и даже ужасными.

Сахар в бензобак!

Так, стало известно об оригинальном изобретении ученых из Университета Центральной Флориды. Они разработали, вероятно, самую странную и легкую батарею в мире – из «замороженного дыма», а по-другому – аэрогеля. Материал состоит из нанотрубок, каждая из которых в тысячи раз тоньше человеческого волоса – оттого они по структуре напоминают сгусток дыма. Ученые считают, что в ближайшие годы аэрогель станет одним из лучших материалов для зарядных устройств и батарей.

Применение аэрогеля в качестве источника энергии открывает большие перспективы: «дым» станет ключевым материалом для конденсаторов высокой мощности. Благодаря структуре нанотрубок, большие объемы электричества могут разряжаться небольшими импульсами.

А вот еще один способ получить энергию – использовать сахар. Исследователи и химики из Технологического университета Вирджинии разрабатывают способ преобразования сахара в водород, который можно будет использовать в топливных элементах. Ученые комбинируют сахар, воду и 13 мощных ферментов в реакторе, превращая смесь в водород и двуокись углерода. Водород прокачивается через топливный элемент для выработки энергии.
 
Этот процесс обеспечивает в три раза больше водорода, чем при других традиционных методах, что выражается в экономии средств. Но, к сожалению, пройдут еще десятки лет, прежде чем «на сахаре» можно будет ездить, ставя в авто батареи на его основе. Скорее, намного раньше мы будем заряжать такими батареями ноутбуки, мобильники и другую электронику.

Лампочку заставят работать бактерии

Не меньшего внимания заслуживают изобретения микробиологов. Так, британский ученый Линн Маккаски из университета Бирмингема научила бактерии вырабатывать энергию из отходов шоколадной фабрики. Линн скармливала бактериям Escherichia coli раствор нуги и карамели из фабричных отходов.

Бактерии расщепляли сахар и производили водород. Водород тут же направлялся в топливный элемент, который вырабатывал достаточно электроэнергии для небольшого вентилятора.

А исследователи из университета Пенсильвании создали прототип унитаза-электростанции, который вырабатывает электричество за счёт разложения органических отходов. Здесь в дело пущены бактерии, которые имеются в обычных сточных водах. Эти бактерии поедают органику, выделяя углекислый газ. При этом в химических реакциях происходит переход электронов между атомами. Учёные сумели вклиниться в этот процесс и заставить бежать эти электроны в обход — по внешней цепи. Для этого авторы агрегата применили пластмассовую трубку, в которой разместили восемь периферийных стержней-электродов из графита и один центральный электрод из пластика, графита и платины. Когда через эту трубку прокачивали нечистоты, в цепи между центральным и периферийными стержнями шел ток. Правда, мощность составила лишь несколько милливатт. Но Брюс Логан, один из авторов проекта, говорит, что команда работает над повышением мощности. Возможно, унитазы-электростанции смогут питать одну-две лампочки, экономя энергию. К тому же, широкое внедрение новинки способствовало бы дополнительной очистке сточных вод.

Электричество из космоса

В буквальном смысле пульс города хотят использовать в качестве возобновимого источника электроэнергии лондонские архитекторы из фирмы Facility Architects. Вибрации от проезжающих грузовиков, проходящих поездов и даже пешеходов планируется преобразовывать в энергию для уличного и не только освещения. «В часы-пик через вокзал Виктория за 60 минут проходит 34 тысячи человек. Не нужно быть математическим гением, чтобы понять — если удастся использовать эту энергию, то может фактически получиться очень полезный источник энергии, которая в настоящее время расходуется впустую», — объясняет директор архитектурной фирмы Клэр Прайс. Авторы проекта полагают, что эта система сможет получать от каждого прошедшего человека 3-4 ватта, примерно половину от тех 6-8 ватт, которые каждый человек якобы тратит при ходьбе по ступенькам.

Интересно, что в сто миллиардов раз больше энергии, чем нужно в настоящее время всему человечеству, доступно в космосе. Энергия эта называется солнечным ветром – потоком заряженных частиц, разливающимся от солнца. Ученые Брукс Харроп и Дирк Шульце-Макуш надеются захватить эти частицы при помощи спутника, который будет вращаться вокруг Солнца и Земли. Спутник собираются снабдить длинным медным проводом для захвата электронов. Через инфракрасный лазер эта энергия будет отправляться на Землю.

Но у спутника есть некоторые технические проблемы, которые исследователи пытаются устранить: у него нет защиты от космического мусора и часть энергии будет потеряна, к тому же соорудить лазерный луч, способный преодолевать многомиллионные мили, тоже задача не из простых. Более реалистичным кажется использование этого спутника для обеспечения энергией близлежащих космических кораблей.

Компьютеры, которые работают на метане

Отдельные разработки ученых просто пугают фантазией. Так, в Кембридже и Сан-Франциско существуют проекты, направленные на преобразование в электроэнергию… собачьих экскрементов. Ученые говорят, что содержащийся в фекалиях метан можно использовать так же, как и природный газ.

Потому для тех, кто выгуливает своих домашних питомцев, предлагается использовать биоразлагаемые мешки, которые после их заполнения размещают в большой контейнер-реактор. Внутри него микроорганизмы обрабатывают экскременты, выделяя метан в качестве побочного продукта.

В Пенсильвании на одной из молочных ферм используют коровий навоз для получения энергии. Шестьсот коров, которые производят 18 тысяч галлонов навоза ежедневно, помогают ферме сэкономить 60 тысяч долларов в год. Отходы используются для производства электроэнергии, в качестве удобрения и топлива для обогрева. А еще было проведено исследование, объясняющее, как может фермер заработать, сдавая в аренду землю под серверы, компьютеры которых могли бы работать на метане.

Не остаются в стороне и отходы жизнедеятельности человека. Английские инженеры посчитали, что отходы из 70 домов могут сгенерировать газ, которого будет достаточно для того, чтобы автомобиль смог проехать 10 тысяч миль.

Сегодня ученые уверены – о многих предметах и явлениях из нашей повседневной жизни можно думать, как об источниках энергии. Что ж, если им поверить, похоже, проблема, касающаяся исчерпаемости топливных ресурсов, человечеству покажется не такой уж глобальной и нерешаемой.

Подготовила Мария Борисова,
по материалам ННОВ , «Мембрана» , «Интернет для электрика» , Discovery

Поделиться.

Комментарии закрыты