Грядет эра смартфонов не нуждающихся в электросети для зарядки — Мир Знаний

Грядет эра смартфонов не нуждающихся в электросети для зарядки

Бесчисленная армия владельцев смартфонов и прочих носимых гаджетов может ликовать: еще несколько лет, и они, возможно, смогут наслаждаться абсолютной свободой — свободой от внешних зарядных устройств и вечных поисков электрических розеток. Ибо грядет эра девайсов, способных извлекать потребную им энергию буквально «из ничего»!

СКАЗКИ, СТАВШИЕ БЫЛЬЮ

Чтобы проще было разобраться в том, о чем речь пойдет далее, вспомним известный всем еще из школьной программы закон сохранения энергии. Согласно этому фундаментальному закону природы, энергия не возникает из ничего и никуда не исчезает, а лишь преобразуется, переходит из одной формы в другую. Это, в частности, означает, что энергия не только сосредоточена в привычных для нас местах — скажем, в электросети, работающем двигателе автомобиля или наших собственных мышцах, — но и окружает нас в том или ином качестве повсеместно. Другими словами, мы живем в мире, полном энергии, хотя по большей части не видим и не ощущаем ее, пока пресловутый гром не грянет. Но раз наука утверждает, что энергия — повсюду и во всем, то, казалось бы, просто протяни руку и черпай ее хоть прямо из воздуха или воды, не возводя для этого ветряки, гидроэлектростанции и прочие сложные, громоздкие и не слишком удобные в быту сооружения.

Фантастика? Это как посмотреть. Ведь всего какую-то сотню лет назад сочинения Жюля Верна тоже были лишь загадочной и увлекательной фантастикой, а сегодня многое из нафантазированного писателем стало привычной реальностью. При этом наши не столь уж далекие предки-обыватели вряд ли могли вообразить себе mp3-плеер вместо граммофона, Blu-ray-диски вместо синематографа, интернет и Wi-Fi вместо конных гонцов, планшетный компьютер вместо дагеротипа и, конечно же, компактный смартфон вместо громоздкого и «привязанного» к розетке телефонного аппарата, а заодно и вместо всего вышеперечисленного. Ныне же такой гаджет имеется в кармане любого малыша, благодаря чему тот может одним нажатием кнопки не только позвонить маме, но и, к примеру, полистать комиксы в библиотеке Конгресса США.

Однако и смартфонам, и прочим персональным гаджетам для полного мобильного счастья явно не хватает еще одной малости: возможности получать питание и подзаряжаться без подключения к электросети.

КИТАЙСКО-ФИНСКАЯ ТЕХНОЛОГИЯ

Да, уже существуют и получают все большее распространение и автономные зарядные устройства (внешние аккумуляторы), и даже беспроводные, обеспечивающие передачу энергии буквально по воздуху (посредством резонансной электромагнитной индукции — по тому же принципу, что задействован в обычных трансформаторах). О последних мы подробно писали в одном из прошлых номеров. Но эти устройства, в свою очередь, все равно зависят от электророзетки.

И вот теперь ученые мужи взялись воплотить куда более дерзкий замысел: научить портативные гаджеты «волшебным образом» подпитываться энергией, извлекая ее из окружающей среды.

Ключ к решению этой задачи уже вроде бы подобрали китайско-финские исследователи из Университета Оулу, синтезировав в процессе своих изысканий особый минерал, состоящий из нанокристалов KNBO3 с добавлением никеля и бария и получивший маловразумительное для непосвященных название KBNNO — по заглавным буквам своей химической формулы.

Формально KBNNO относится к семейству перовскитов — минералов с особой кристаллической структурой, которые уже довольно давно привлекли внимание ученых своей способностью эффективно преобразовывать различные виды энергии (солнечную или получаемую за счет изменения температуры либо давления) в электрическую. А научно-исследовательские центры производителей карманной электроники столь же давно и пока безуспешно бьются над созданием зарядных систем, которые могли бы преобразовывать сразу несколько видов энергии и габариты которых позволяли бы при этом интегрировать их в персональные девайсы. Так что нашим северным соседям оставалось лишь найти способ органично совместить природные свойства перовскитов с запросом индустрии гаджетов, что они с успехом и сделали, породив KBNNO.

ЕЩЕ НЕ ВЕЧНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ

Тут необходимо пояснить, что синтезированный в Финляндии минерал по сути своей является так называемым сегнетоэлектриком. Это означает, что его молекулярная структура представляет собой, фигурально выражаясь, емкость, наполненную крохотными электрическими диполями, которые подобны микроскопическим стрелкам компаса — они-то, меняя свое направление, и вырабатывают электричество. Отмечается, что KBNNO поглощает солнечную энергию, преобразуя ее в электрическую, в 3—6 раз эффективнее, нежели привычные сегнетооэлектрики, используемые в современных солнечных батареях. Но, главное, он может одновременно (!) преобразовывать сразу три вида энергии — упомянутые «стрелки» способны поворачиваться под действием не только света, но также нагрева или давления, то есть, например, реагировать на самые обычные движения человека — ходьбу, бег, танец. Или, скажем, подхватил человек простуду или грипп, случился у него жар — сунул вместо градусника смарт- фон под мышку, а ему от этого только польза! Так что в недалеком будущем наши «маленькие электронные друзья», того и гляди, превратятся в самых настоящих энергетических вампиров — в хорошем смысле.

Разумеется, не стоит радоваться появлению некоего «вечного двигателя». Не будем забывать, что «из ниоткуда» энергия все же не берется. Поэтому в полной темноте, при неизменной температуре и полной же неподвижности такому устройству просто неоткуда будет черпать «бесхозную» энергию для преобразования ее в полезное электричество. Так что, вероятно, специалистам еще предстоит поломать голову не только над совершенствованием самой технологии, но также и над тем, в каких условиях она будет наиболее эффективно функционировать. Другими словами, найти пока еще не очевидные «тайные» источники энергии.

ЭНЕРГИЯ НОВОГО ПОКОЛЕНИЯ

Пока, впрочем, пройдена лишь первая часть пути к этому светлому и энергетически насыщенному будущему, и теперь породившим это чудо научной мысли исследователям предстоит довести свое изобретение сначала, как говорится, до ума, а затем, если все сложится, и до коммерческого использования.

Первое подразумевает «тонкую настройку» созданного материала — то есть определение таких пропорций составляющих его элементов, которые обеспечат наилучший конечный результат в плане «триединого» формата преобразования энергии. «Мы стремимся найти такое соотношение, которое позволит достичь максимального эффекта», — утверждает Янг Бай (китаец по происхождению), 28-летний профессор молекулярной химии, под руководством которого работает группа университетских исследователей.

Второе предполагает обретение новым продуктом уже некоей товарной формы — скажем, в виде интегрированного в гаджет «самозаряжающегося» аккумулятора нового поколения («пожинателя энергии», как называет его коллектив разработчиков). И то и другое займет, по мнению авторов проекта, несколько лет, и поначалу посредством KBNNO смогут получать питание самые небольшие устройства вроде смарт-часов или биометрических датчиков. Однако впоследствии таким системам под силу окажутся и смартфоны, и компьютеры, и… далее по списку, который может оказаться весьма длинным. Ведь, как утверждает Янг Бай (который всему своему проекту дал звучное и емкое имя NextGEnergy — «Энергия нового поколения»), создание KBNNO — это шаг к «интернету вещей» и «умным городам», в которых разного рода устройства будут иметь постоянную энергетическую подпитку без подключения к электросетям.

Хороший пример в этом контексте — все те же хорошо всем знакомые солнечные батареи. Да, они изначально, по самой своей идее более актуальны в тех частях мира, где чаще и ярче светит солнце. Да, они все еще достаточно дороги и уязвимы, чтобы повсеместно использовать их в крупногабаритном формате для энергообеспечения целых домов, не говоря уж о районах. Но в то же время они уже прочно вошли в нашу жизнь, перекочевав с панелей космических кораблей на садовые светильники и уличные светофоры, к примеру. Так что в этом плане перспективы достаточно широкого применения KBNNO видятся вполне реальными, а стоимость такой «начинки» для мобильных устройств будет, как обещают все те же разработчики, весьма невысокой в силу ее небольших размеров и простоты изготовления.

Впрочем, как и в отношении любого другого революционно-инновационного проекта, звучат и голоса скептиков, которые сомневаются в жизнеспособности и успешном практическом применении технологий на основе KBNNO, называя все эти планы утопией.

И лишь время покажет, станет ли очередная технологическая сказка былью и будут ли наши внуки озадаченно чесать затылки, силясь понять предназначение черных «шнурков» с загадочным устройством на одном конце и миниатюрным разъемом на другом.

Вам понравится

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Поделиться записью в соц. сетях