Energia je neustále okolo ľudí v mnohých podobách - na slnečnom svetle, v teple v miestnosti a dokonca aj na pohyby samotných ľudí. Celá táto energia je obvykle „zbytočnou“pre ľudskú civilizáciu, ale môže sa potenciálne použiť na napájanie mobilných a nositeľných prístrojov - od biometrických senzorov po inteligentné hodinky. Vedci z University of Oulu (Fínsko) našli minerál s perovskitovou kryštálovou štruktúrou, ktorého vlastnosti mu umožňujú extrahovať energiu z mnohých rôznych zdrojov súčasne.
Perovskity sú rodinou minerálov, z ktorých mnohé sa ukázali ako sľubné kvôli ich schopnosti súčasne extrahovať jeden alebo dva druhy energie. Jeden z členov tejto rodiny môže byť napríklad vhodný na premenu slnečnej energie na elektrickú energiu. Druhým je lepšie získavať energiu zo zmien teploty a tlaku, ktoré sa môžu vyskytnúť počas pohybu. Nazývajú sa pyroelektrické a piezoelektrické materiály.
Jeden zdroj energie občas samozrejme nestačí. Určitá forma energie nemusí byť vždy k dispozícii - za oblačného počasia alebo vtedy, keď sa osoba nehýbe. Preto vedci vyvinuli zariadenia, ktoré dokážu extrahovať rôzne formy energie. Tieto zariadenia však vyžadujú rôzne materiály, vďaka ktorým sú príliš objemné na použitie v kompaktných zariadeniach.
Applied Physics Letters publikoval výsledky štúdie Yang Bai a jej kolegov z University of Oulu. Vedci študovali špecifický typ perovskitu nazývaného KBNNO, ktorý je pravdepodobne schopný extrahovať rôzne formy energie. Rovnako ako všetky perovskity, aj KBNNO je ferroelektrický materiál naplnený malými elektrickými dipólami, napríklad malé šípky kompasu v magnete.
Keď ferroelektrický materiál podobný KBNNO prechádza zmenami teploty, jeho dipóly sa posunú a tým sa indukuje elektrický prúd. Elektrický náboj sa tiež akumuluje podľa smeru dipólového momentu. Deformácia materiálu vedie k tomu, že určité jeho fragmenty priťahujú alebo odpudzujú náboj, čo opäť vedie k vytváraniu prúdu.
Vedci už predtým študovali fotovoltaické a všeobecné ferroelektrické vlastnosti KBNNO, ale táto štúdia bola vykonaná pri teplote 200 stupňov pod bodom mrazu a nesústredila sa na teplotu a tlak materiálu. V novej štúdii Yang Bai po prvýkrát poznamenáva, že boli vyhodnotené všetky tieto vlastnosti materiálu, ktoré sa objavujú pri izbovej teplote.
Experimenty ukázali, že zatiaľ čo KBNNO je dobrý na výrobu energie z tepla a tlaku, nie je taký dobrý ako iné perovskity. Možno najpôsobivejším objavom vedcov bola schopnosť modifikovať zloženie KBNNO tak, aby sa zlepšili jeho pyroelektrické a piezoelektrické vlastnosti. Je teda možné „prispôsobiť“všetky tieto vlastnosti a použiť ich čo najefektívnejšie. Mladý Bai a jeho kolegovia skúmajú možnosť zlepšenia KBNNO pomocou sodíka.
Yang Bai tiež povedal, že dúfa, že v budúcom roku vytvorí prototypové zariadenie, ktoré bude získavať energiu z rôznych zdrojov. Jeho výrobný proces je jednoduchý, takže táto technológia by sa mohla komercializovať do niekoľkých rokov potom, čo vedci určia najlepší materiál.
Propagačné video:
Podľa Yang Bai táto technológia môže viesť k zrýchlenému rozvoju v oblastiach internetu vecí a inteligentných miest, kde senzory a zariadenia spotrebúvajúce energiu môžu mať stály prístup k energii.
Takýto materiál sa pravdepodobne použije v batériách zariadení, zvyšuje ich energetickú účinnosť a znižuje potrebu častého nabíjania. Jedného dňa, Yang Bai dopĺňa jeho rozprávanie, užívateľ nikdy nebude musieť dať svoj gadget na poplatok vôbec. Batérie kompaktných zariadení v modernom zmysle môžu vo všeobecnosti zostať v minulosti.
Skutočnosť, že sa zistilo, že sa teoreticky nevyskytujú batérie v prístrojoch, ešte neznamená, že sa čoskoro objavia výrobky využívajúce túto technológiu, alebo že sa táto technológia niekedy implementuje.
Budú niekedy existovať nositeľné zariadenia a dokonca aj smartfóny bez batérií, ktoré sú dosť na energiu, ktorá je v priestore okolo, ale stratia sa, pretože neexistuje účinná metóda na jej extrahovanie?
Na základe materiálov zo stránky sciusalaily.com
OLEG DOVBNYA