Крихітний електрогенератор, розроблений китайськими інженерами, використав енергію від теплового руху молекул у рідині. Цю енергію пристрій перетворював на безперервний і стабільний струм, сила якого росла зі збільшенням температури рідини. І хоча для живлення великих пристроїв, як-от мобільних телефонів, цього буде недостатньо, науковці сподіваються, що їхній задум буде корисним, наприклад, для мікророботів. Про винахід розповіло видання New Scientist з посиланням на статтю вчених у APL Materials.
Ілюстрація принципу роботи генератора, який зробили вчені. Yucheng Luan et al. / APL Materials, 2023
Як мають рухатися молекули, щоб отримати з них енергію?
За будь-якої температури, вищої за абсолютний нуль, молекули і атоми постійно рухаються, прискорюючись із ростом температури. Це означає, що у них запасена енергія, яку можна використати та навіть перетворити на електричну. Утім, досі не існувало пристроїв, які могли б зібрати цю теплову енергію від руху молекул. Створити такий генератор вдалося дослідникам Нанкайського університету спільно з колегами.
Як працює генератор?
Ідея дослідників полягає у тому, щоб збирати енергію молекул завдяки п'єзоелектричному ефекту — явищу появи електричного заряду у відповідь на деформацію. За задумом науковців, крихітні, розміром у 25 нанометрів, електроди, виготовлені з п'єзоелектричного матеріалу, будуть деформуватися під впливом руху молекул у рідині, генеруючи таким чином заряд. Свій задум вчені протестували з електродами з цинку, які занурили у контейнер з октаном. Температура кипіння октану (125,6 градуса Цельсія) дозволяє застосовувати широкий спектр температур, щоб прискорювати чи уповільнювати молекули Їм вдалося отримати напругу у 2,28 мілівольта та струм силою у 2,47 наноампера. У майбутньому дослідники перевірять ще інші рідини та їхню ефективність. Однак вже зараз, на їхню думку, подібні пристрої могли б живити мікророботів, що доставлятимуть ліки всередині тіла людини.
- Генерувати електричну енергію можуть також бактерії. Наприклад, генномодифікована кишкова паличка виробила електрику у стічних водах з пивоварні, а заразом і очистила їх.