Разработана система, конвертирующая энергию дыхания в электрический ток

Ученые из Университета Висконсин-Мэдисон на протяжении нескольких лет работали над созданием прибора, способного перерабатывать микроскопические и наноскопические количества механической энергии, которая вырабатывается в процессе деятельности человека, чтобы снабжать этой энергией биоимплантаты и даже бытовую микроэлектронику. В результате исследований такой прибор был создан: он конвертирует энергию выдоха человека в электричество.

Устройство, получающее энергию от дыхания, работает по такому же принципу, что и существующие системы по переработке энергии ветра. Но американские ученые под руководством Сюдонга Вонга (Xudong Wang) должны были решить много специфических проблем. В частности, необходимо было разработать систему малых размеров, но вместе с тем и достаточно гибкую, поскольку она должна быть размещена на теле. Кроме того, прибор должен обладать большой прочностью – его производительность не должна уменьшаться по мере использования.

Чтобы новое устройство для конверсии механической энергии дыхания в электрическую все-таки было создано, исследователи разработали специальный «пояс» из поливинилиденфторида – этот «пояс» необходимо было сделать достаточно тонким, чтобы при работе с низкоскоростным потоком воздуха (на выдохе это около 2 м/с) он мог входить в состояние резонансного колебания (это особый вид деформации, при которой происходит выработка электрического тока).

Главная сложность здесь заключалась, по словам Вонга, в сохранении прочности полученного изделия из поливинилиденфторида, но решить ее удалось с помощью метода ионного травления.

Масао Канеко (Masao Kaneko), эксперт по применению функциональных полимеров в конверсии энергии из Института Биофтохемоники, отметил, что создание пленок, способных конвертировать в электроэнергию достаточно слабую механическую энергию дыхания, представляет собой весьма перспективную технологию. Канеко предполагает, что теперь исследователям стоит провести эксперименты по использованию переработанной энергии для питания какого-нибудь прибора.

(На рисунке - схема испытания устройства для получения энергии из дыхания)