Energie je neustále kolem lidí v mnoha podobách - na slunci, v teple v místnosti a dokonce i na pohybech samotných lidí. Celá tato energie je obvykle „zbytečná“pro lidskou civilizaci, ale může být potenciálně použita k napájení mobilních a nositelných gadgetů - od biometrických senzorů po chytré hodinky. Vědci z University of Oulu (Finsko) našli minerál s perovskitovou krystalovou strukturou, jejíž vlastnosti mu umožňují extrahovat energii z mnoha různých zdrojů současně.
Perovskity jsou rodinou minerálů, z nichž mnohé se ukázaly jako slibné díky své schopnosti současně extrahovat jeden nebo dva typy energie. Jeden z členů této rodiny může být například vhodný pro přeměnu sluneční energie na elektřinu. Druhým je lepší získávání energie ze změn teploty a tlaku, ke kterým může dojít během pohybu. Nazývají se pyroelektrické a piezoelektrické materiály.
Jeden zdroj energie občas samozřejmě nestačí. Určitá forma energie nemusí být vždy k dispozici - za oblačného počasí nebo když se osoba nepohybuje. Vědci proto vyvinuli zařízení, která mohou extrahovat různé formy energie. Tato zařízení však vyžadují různé materiály, díky nimž jsou příliš kompaktní pro použití v kompaktních zařízeních.
Applied Physics Letters zveřejnila výsledky studie Yang Bai a jejích kolegů z University of Oulu. Vědci studovali specifický typ perovskitu zvaného KBNNO, který je pravděpodobně schopen extrahovat různé formy energie. Stejně jako všechny perovskity, i KBNNO je ferroelektrický materiál naplněný malými elektrickými dipóly, jako malé šipky kompasu v magnetu.
Když ferroelektrický materiál podobný KBNNO podléhá změnám teploty, jeho dipóly jsou přemístěny a tím je indukován elektrický proud. Elektrický náboj se také akumuluje podle směru dipólového momentu. Deformace materiálu vede ke skutečnosti, že některé jeho fragmenty přitahují nebo odpuzují náboj, což opět vede ke generování proudu.
Vědci již dříve studovali fotovoltaické a obecné ferroelektrické vlastnosti KBNNO, ale tato studie byla provedena při 200 stupních pod bodem mrazu a nezaměřovala se na teplotní a tlakové vlastnosti materiálu. V nové studii Yang Bai poprvé poznamenává, že byly vyhodnoceny všechny tyto vlastnosti materiálu, které se objevují při pokojové teplotě.
Pokusy ukázaly, že zatímco KBNNO je dobrá pro výrobu energie z tepla a tlaku, není tak dobrá jako ostatní perovskity. Snad nejpůsobivější objev vědců byla schopnost modifikovat složení KBNNO tak, aby se zlepšily jeho pyroelektrické a piezoelektrické vlastnosti. Je tedy možné „přizpůsobit“všechny tyto vlastnosti a použít je co nejefektivněji. Young Bai a jeho kolegové zkoumají možnost zlepšení KBNNO pomocí sodíku.
Yang Bai také řekl, že doufá, že příští rok vytvoří prototypové zařízení, které získá energii z různých zdrojů. Jeho výrobní proces je jednoduchý, takže technologie by mohla být komercializována během několika let poté, co vědci určili nejlepší materiál.
Propagační video:
Podle Yang Bai může tato technologie vést k urychlenému rozvoji v oblastech internetu věcí a inteligentních měst, kde senzory a zařízení spotřebovávající energii mohou mít stálý přístup k energii.
Takový materiál bude pravděpodobně použit v bateriích zařízení, zvyšuje jejich energetickou účinnost a snižuje potřebu častého nabíjení. Jednou, Yang Bai doplní jeho vyprávění, uživatel nikdy nebude muset dát svůj gadget na poplatek vůbec. Baterie kompaktních zařízení v moderním smyslu mohou obecně zůstat v minulosti.
Skutečnost, že bylo zjištěno, že se teoreticky nezabývá bateriemi v gadgetech, však neznamená, že se brzy objeví produkty využívající tuto technologii, nebo že tato technologie bude někdy implementována.
Budou někdy existovat nositelná zařízení a dokonce i chytré telefony bez baterií, které jsou dostačující pro energii, která je v prostoru kolem, ale je ztracena, protože neexistuje účinná metoda její extrakce?
Na základě materiálů z sciusalaily.com
OLEG DOVBNYA