Новое зарядное устройство, встраиваемое в обувь, способно вырабатывать до 20Вт электроэнергии. Этого более чем достаточно для зарядки мобильных телефонов. Теперь любые персональные устройства можно заряжать в прямом смысле на ходу.
Изобретение Тома Крупенкина и Эшли Тэйлора
Tom Krupenkin (Том Крупенкин) – выпускник МФТИ 1992 года и обладатель 12-ти патентов, а также его коллега по университету Висконсина в Мэдисоне Ashley Taylor (Эшли Тэйлор) нашли способ перенаправить мощность ходьбы в полезное русло. Они применили технологию ( electrowetting ) электросмачивания, максимально приблизили электроды друг к другу, после чего встроили персональное зарядное устройство в обувь. В первом приближении такая конструкция должна была дать не менее 10Вт электроэнергии и превысить по своим показателям изделия из пьезоэлектрических материалов, генерирующих ток при изменении формы. Разработчики заявили, что используемые в «чудо-обуви» электропроводящие жидкости не будут ни токсичными, ни коррозийными, ни дорогими, а человек не будет ощущать никакого «хлюпанья» в ботинках.
Эффект электросмачивания и работа генератора
Если каплю проводящего ток вещества поместить на электрод, то она начинает деформироваться под действием заряда (то есть смачивать поверхность). В этом и состоит эффект электросмачивания. Часто электроды покрывают слоем диэлектрика, который не проводит электрический ток, но поляризуется во внешнем электрополе.
Том Крупенкин и его коллеги решили повернуть процесс вспять и по их словам: «Сделать из мотора электрогенератор». Деформированная капля, зажатая между двумя пластинами, покрытыми диэлектрическим материалом, должна была сгенерировать заряд и, следовательно, электрическую энергию. Электроды были размещены вдоль каналов, ширина которых составляла несколько миллиметров. В качестве диэлектрика использовали слой оксида титана. Генератором электрозаряда послужили капли галинстана (сплав галлия, индия и олова) и ртути. Разряд был преобразован в переменный ток с помощью резистора.
Обувь будущего
В журнале Nature Communications ученые подробно описали опыт и сделали вывод, что количество вырабатываемой энергии возрастает пропорционально количеству капель. В первом опыте 150 капель позволили получить несколько милливатт электроэнергии. Однако, если 1000 капель разместить на площади 40 кв.см, то мощность устройства достигнет 10 Вт. Этого достаточно для зарядки небольшого приемника, GPS-навигатора, мобильника, нетбука. Чтобы встроенный в обувь генератор начал работать, достаточно сделать несколько шагов или потоптаться на месте. По мнению разработчиков, в обуви можно разместить точку доступа Wi-Fi, чем значительно снизить затраты мобильных устройств на поддержку беспроводной сети. Том Крупенки запатентовал изобретение, и с целью его претворения в жизнь создал компанию InStep NanoPower .