Дівчина скористалася хорошим знанням законів фізики, аби створити свій прилад.
15-річна школярка з канадської провінції Британська Колумбія створила незвичайний ліхтарик, якому не потрібні ані батарейки, ані сонячна панель. Пристрій виробляє електроенергію завдяки різниці температур між теплою долонею людини та прохолодним навколишнім повітрям. Про винахід розповідає ScienceBlog.
Автор публікації нагадує, що експеримент відбувся ще у 2013 році. Тоді учениця 10-го класу школи Енн Макосінскі представила так званий Hollow Flashlight – "порожнистий ліхтарик". Його особливістю стало те, що для отримання енергії достатньо було просто тримати пристрій у руці.
В основі конструкції лежить так званий ефект Зеєбека – фізичне явище, за якого різниця температур між двома сторонами термоелектричного елемента створює електричну напругу. У ліхтарику Макосінскі цю функцію виконували чотири елементи Пельтьє, розташовані навколо порожнистої алюмінієвої трубки.
Як уточнює ScienceBlog, елемент Пельтьє використовується, наприклад, у портативних холодильниках, де він зазвичай працює навпаки: використовує електрику для переміщення тепла. Якщо підключити елемент в іншому напрямку, він стане крихітним генератором електроенергії.
Коли людина стискає трубку, тепло долоні нагріває зовнішню поверхню елементів. Водночас повітря, що проходить через порожнисту частину конструкції, охолоджує їхню внутрішню сторону. Саме ця різниця температур і забезпечує вироблення електричного струму. І хоча на виході є мізерна кількість електроенергії, її достатньо для роботи малопотужного світлодіода.
Особливістю пристрою, створеного канадською школяркою, було те, що його ефективність прямо залежала від температури довкілля. Чим холодніше повітря, тим більшою була різниця між температурою руки та навколишнім середовищем, а отже, ліхтарик світив яскравіше.
Макосінскі створила дві версії пристрою. В одній із них алюмінієва трубка була розміщена всередині ПВХ-труби. Вартість матеріалів для кожного варіанта становила близько 26 доларів. Обидва прототипи могли підтримувати світіння світлодіода понад 20 хвилин, поки користувач тримав ліхтарик у руці.
Сама винахідниця наголошувала, що її цікавив не стільки ліхтарик, скільки можливість використовувати енергію, яка зазвичай просто втрачається. "Мене справді цікавить збір надлишкової енергії – енергії, яка нас оточує, але яку ми ніколи не використовуємо", – розповідала вона свого часу журналістам.
У 2013 році проєкт приніс Макосінскі перемогу у її віковій категорії на Google Science Fair. Водночас ScienceBlog зазначає, що як звичайний побутовий ліхтарик винахід має очевидні обмеження: його потужність невелика, світло не надто яскраве, а після того, як пристрій випустити з руки, він перестає працювати.
Втім, значення експерименту виходить далеко за межі шкільного проєкту. Автор пояснює, що той самий фізичний принцип використовується у значно складніших системах, зокрема в радіоізотопних термоелектричних генераторах NASA, які забезпечують енергією космічні апарати.
Схожий підхід намагаються застосувати й до носимих пристроїв. Дослідники працюють над термоелектричними генераторами, здатними використовувати тепло людського тіла для живлення електроніки.
"У майбутньому ми хочемо мати можливість живити вашу носиму електроніку без необхідності використовувати батарею", – зазначав старший автор одного з таких досліджень Джанлян Сяо.
Як писав УНІАН, китайська компанія Photon Matrix Lab створила портативну систему проти комарів, яка використовує LiDAR для виявлення та лазер для знищення комах без хімікатів. Пристрій працює вдень і вночі, живиться від павербанка та може монтуватися різними способами, ефективно діючи проти дрібних літаючих комах.
Також ми розповідали про цьогорічних лауреатів Шнобелівської премії. Одна з команд отримала приз за використання комарів для 3D-друку.