Как заряжать телефон при ходьбе
Чтобы зарядить смартфон, скоро не надо будет носить с собой проводное зарядное устройство и не искать электророзетку. На краудфандинговой площадке Kickstarter размещен проект кинетического зарядного устройства, который назвали AMPY. Устройство вырабатывает энергию за счет движений, совершаемых пользователем. Об этом сообщает портал Phonearena.
AMPY похож на привычные внешние аккумуляторы, мощность которых, как правило, зависит от величины устройства, и которые тоже нуждаются в частой подзарядке. Однако главное отличие нового девайса в том, что для зарядки смартфона или планшета он использует энергию, которую человек затрачивает во время движения. Создатели проекта уверяют: чтобы продлить работу мобильного устройства на три часа, достаточно сделать 10 тысяч шагов (а именно столько шагов в день совершает в среднем человек), покататься час на велосипеде или сходить на тридцатиминутную пробежку.
Для зарядки дейвайса от AMPY потребуется еще кабель питания, который необходимо подключить к USB-порту. Кроме того, устройство оснащено выходом micro-USB, благодаря чему его можно зарядить и от розетки. Это позволяет комбинировать источники энергии, что делает новинку уникальной.
Для людей, которые ведут спортивный образ жизни, это устройство будет особенно полезным. Для него разработаны специальные крепления, при помощи которых аккумулятор можно зафиксировать, к примеру, на плече, ноге, руке, повесить на пояс, а можно просто положить в карман. Помимо этого, для AMPY разработано мобильное приложение, которое показывает статистику работы устройства, а благодаря специальной функции даже отображает количество сожженных калорий.
Изначально авторы проекта ставили целью собрать 100 тысяч долларов. Однако уже сейчас собрано 120 тысяч 246 долларов. Цена "бесперебойного" аккумулятора составляет 85 долларов. Вкладчикам в проект устройство обойдется всего в 75 долларов. Разработчики обещают начать поставки в июне 2015 года.
На портале YouTube размещен видео ролик, наглядно демонстрирующий все преимущества AMPY.
Быстрая ходьба - это отличный способ потратить лишние калории. Но в действительно хозяйственном обществе калории бездумно тратить не положено: энергию от бессмысленного перебирания ногами по дорожке можно перевести в конструктивное русло, например. зарядить мобильный телефон .
Использовать энергию самого человека, бесхозно распыляемую в пространстве, в целях экономии и получения профита - мечта множества конструкторов и дизайнеров. Тут можно вспомнить зарядку для мобильного, работающую от тепла человеческого тела; да и телефоны, которые пытаются существовать на тепле придуманы. Критики таких концептов справедливо отмечают, что из перепада температур человеческого тела и воздуха трудновато извлечь энергию. А вот получить ее от той части тела, которая постоянно в движении - идея куда лучше. Мы имеем в виду, конечно, не язык, а ноги .
Концепт Green Cellphone Charger ("зеленая зарядка для телефона") от дизайнера из Аргентины Ezequiel Villarreal - это "поножи", которые крепятся к спортивной обуви и получают энергию от движения стоп во время быстрой ходьбы или бега . Автор пишет, что гаджет вырабатывает энергию за счет движения встроенной в него пары магнитов относительно друг друга. По мере того, как ноги отмеривают километры, батарея гаджета заряжается; а потом с ее помощью через USB-порт можно зарядить телефон или MP3-плеер.
Быстрая ходьба с применением Green Cellphone Charger - это не только экономия энергии и повышение автономности, но и значительное укрепление ног: небольшое утяжеление обуви заставит мышцы интенсивно развиваться. Конечно, пока что сфера применения гаджета узковата: автор забыл, что современные люди предпочитают быстрой ходьбе быструю езду, даже если речь идет о походе в булочную.
Впрочем, Green Cellphone Charger может отлично послужить любителям велотуризма и просто пеших путешествий. А в будущем, когда мы еще больше "обрастем" всевозможной электроникой, популярность подобных устройств непременно повысится - если, конечно, наши потомки вообще не забудут, что такое ходьба, и не станут перемещаться на антигравитационных колясках, как в мультфильме Wall-E.
Мы зависимы от проводов. Наверняка вам хотя бы раз приходилось панически обыскивать кафе в поисках столика с вожделенной розеткой для зарядки телефона. Замечали – зарядные стойки в аэропорту никогда не бывают пустыми. Больше розеток! Переходников! Удлинителей! Для смартфона, плеера, ноутбука, пауэрбанка и кучи других гаджетов. Трагический глас в народ "У кого-нибудь есть зарядка?!", ведь разряженный телефон в неподходящий момент – катастрофа, кошмарный сюжет, достойный пера Стивена Кинга.
Проводной плен
Электричество и Интернет – кто и что мы без этих двух вещей? На районе выключили свет, и мы вновь пещерные люди. Почему альтернативные источники энергии всегда рассматриваются в масштабах, далеких от нашего быта? Как же вышло, что никто до сих пор не придумал домашнюю гидроэлектростанцию в формате бонсай? Конечно, где-то используются солнечные батареи, но не в наших с вами многоэтажках. Есть ли у человечества намерения вырваться из проводного плена?
Передовые инженеры и изобретатели сегодняшнего дня отвечают – да. И утешают: скоро мы сможем заряжать все наши гаджеты без розеток. Или даже вовсе не вспомним о такой досадной необходимости – пусть сами заряжаются, не маленькие уже. Электричество для этих целей можно получать разными способами, подчас самыми неожиданными. Что если человеческое тело само станет источником электричества?
Эффект Зеебека
Для человека, несведущего в физике, преобразование тепловой энергии в электрическую сродни магии вне Хогвартса. Предположим, у нас есть теплая человеческая кожа и холодная внешняя среда. «Между ними» вполне комфортно расположился какой-нибудь гаджет, например умные часы, плотно прилегающие к коже. В электрической цепи, контакты проводников которой находятся в различных температурных средах, образуется электрический ток. Этот эффект называется термоэлектрическим, его открыл еще в 1821 году немецкий физик Томас Иоганн Зеебек. Если создать устройство, работающее только от тепла, нам не понадобятся розетки, гаджет будет автономным.
Звучит неплохо, но проблема в том, что найти подходящие для повсеместного использования полупроводники оказалось непросто, а уж внедрить их в бытовые приборы тем более. Между тем некоторые прогрессивные компании считают, что за термоэлектричеством – будущее. Одна из таких компаний называется Matrix Industries.
Никогда не нужно заряжать
Лозунг «Никогда не нужно заряжать» моментально сделал Matrix Industries суперизвестной компанией, едва она заявила о себе на краудфандинговой платформе. Компания тут же получила обвинения в шарлатанстве, люди сведущие просто не поверили, что тепла человеческого запястья хватит, чтобы питать какое-либо техническое устройство. Но в 2016 году химики и инженеры Matrix Industries выпустили умные часы PowerWatch и доказали обратное.
В основе работы таких часов лежит эффект Зеебека, о котором мы писали выше. PowerWatch никогда не потребуется заряжать, пока вы их носите. С помощью встроенного полупроводникового термоэлектрического генератора часы добывают электроэнергию от тепла человеческой руки. Даже во время отдыха человеческое тепло выделяет 100 ватт тепла в час, как лампа накаливания. Во время физических упражнений эта цифра увеличивается до одного киловатта. Просто представьте: наше тело – док-станция.
Тепло запястья, где мы носим часы, позволяет создать напряжение в нескольких десятков милливольт. Немного, но преобразователь увеличивает его до пяти вольт, а вот этого уже вполне достаточно, чтобы питать аккумулятор часов. Первая модель PowerWatch поддерживает базовые функции. Монохромный дисплей с низким электропотреблением отображает время, количество пройденных шагов и потраченных калорий, также есть трекер сна. С помощью особых делений на циферблате вы видите, насколько заряжены часы. Чем теплее кожа и холоднее воздух вокруг, тем лучше идет зарядка. Matrix Industries продолжают совершенствовать PowerWatch и вносить в часы новые функции.
Заряжай, пока спишь
Наряду с Matrix Industries над термоэлектрическими гаджетами работают и другие компании по всему миру. В 2009 году французские дизайнеры представили миру концепт браслета Dyson Energy. Этот браслет обладает аккумулятором, который заряжается от человеческого тепла. К заряженному аккумулятору можно подключить любой гаджет через порт micro-USB. Похоже на powerbank, только розетки не нужны.
В 2013 году на фестивале «Isle of Wight» оператор мобильной связи Vodafone предложил гостям воспользоваться спальным мешком The Recharge Sleeping Bag. В такой спальный мешок вшили термоэлектрический модуль. Тепло спящего человека проходит через этот модуль, по мере нагрева два полупроводника и полимерные пленки генерируют электричество при помощи все того же эффекта Зеебека. По данным Vodafone, ночь в спальнике способна зарядить смартфон на 11 часов работы. А ведь такой модуль можно вшивать и в одежду.
Получение более совершенных термоэлектрических материалов (полупроводников) позволит увеличивать мощность термогенераторов, а значит – заряжать гаджеты эффективнее. Так, американскому химику Меркури Канатзидису удалось повысить термоэлектрическую эффективность материалов благодаря работе с селенидом олова.
А что у нас?
Есть свои разработки и в России. Ученые НИТУ «МИСиС» для термоэлектрических материалов используют скуттерудит. Правда, пока их исследование направлено на повышение энергоэффективности космических технологий. Но если получится заряжать технические устройства от тепла в космосе, то на Земле и подавно. Главное, чтобы инженеры подобно новаторам из Matrix Industries довели свои наработки до победного конца, не оставляя свою задумку пылиться в патентном бюро.
Экологичная зарядка
Термоэлектрический способ заряжать девайсы удобен пользователям, которые получают автономные устройства, не нуждающиеся в питании от сети. По душе он и экологам, ратующим за энергосбережение. Число электронных устройств, которые мы используем, растет с каждым днем. Если у прошлого-позапрошлого поколения были только телевизор и радиоприемник, то теперь же мы не в силах обойтись без смартфона, электронной книги, планшета, ноутбука, ПК, умных часов и целой армии бытовых приборов.
С ростом числа устройств увеличивается и энергопотребление. Напомним на секундочку, что главные энергетические ресурсы Земли – газ, уголь и нефть – невозобновляемые. С этой позиции термоэлектрические батареи для гаджетов выгодны вдвойне. На сегодняшний день главная проблема таких батарей – дороговизна и несовершенство материалов, но и мобильный телефон когда-то был невероятной роскошью, а теперь он есть у каждой бабушки.
В современном мире заряжать надо все (уже и автомобили). Но как было бы удобно без устройств с проводами, которые постоянно теряются. И чтобы зарядка всегда была под рукой. А если точнее – самой рукой. Давайте разберемся, можно ли получать электричество от человеческого тела.
Самое простое – это использовать энергию движения. К суставу прикрепляется генератор, который вырабатывает электричество при ходьбе. Это может быть электродинамический генератор, в котором магнит движется относительно проводника. Может быть пьезоэлектрический, в котором из-за деформации кристалла возникает напряжение. Это не так важно. Интересно, как по-хитрому настроен прибор: в каждом шаге есть две фазы, когда мышцы разгоняют голень, и когда тормозят. Девайс работает только во вторую часть шага, не оказывая никакого сопротивления при ходьбе.
Вариант интересней – использовать и другие движения человеческого тела. Все мы замечали, как легко электризуются шерстяные и синтетические вещи. Может быть, это поможет нам зарядить мобильник? Эффект называется трибоэлектрическим и заключается в том, что при трении разных веществ их электроны могут перемещаться с одного объекта на другой. В итоге что-то заряжается положительно, а другое отрицательно. И напряжение может быть даже в несколько тысяч Вольт. И это можно использовать. Ученые создают трибоэлектрические генераторы разных форм. Такие наногенераторы в виде нитей можно вшивать в одежду в больших количествах. Тогда ваша футболка сможет заряжать ваши гаджеты. Но пока это мечты, потому что мощность прототипов не велика.
А если взять что-то кроме движения? Например, человеческий пот. В среднем в день человек вырабатывает пол-литра этой жидкости. А пот содержит лактат, который можно использовать для выработки электричества. Выглядит это так: биобатарейка наклеивается на кожу как временная татуировка. Она содержит фермент, который отнимает электроны от лактата и отдает другим молекулам, тем самым создает крошечное напряжение. При физических нагрузках можно получить около 70 микроватт с квадратного сантиметра кожи. Это мало, но со всего тела можно добыть уже 1,2 Ватта, если обклеиться такими татуировками полностью.
Правда все эти способы пока только испытываются учеными, и девайсов для преобразования пота в электричество в продаже нет.
Читайте также: