Ученые создали «капельную» батарейку, которая способна вырабатывать электричество при встряхивании или при давлении на нее; такие элементы можно будет разместить в подошве обуви или на поверхности пола, что позволит людям заряжать телефон при прогулке, а супермаркетам – экономить на электричестве за счет своих посетителей, говорится в статье, опубликованной в журнале Nature Communications.
Источник питания Тома Крупенкина и Эшли Тейлора из Висконсинского университета в Мэдисоне (США) похож по своему принципиальному устройству на водяную мельницу. Только в качестве воды в нем выступает жидкость-проводник, а роль лопастей мельничного колеса играют положительный и отрицательный полюса батарейки, «собирающие» электроны из жидкости при ее движении.
Крупенкин и Тейлор использовали эффект электросмачивания – жидкость-проводник лучше «прилипает» к водоотталкивающей поверхности, если через нее проводится ток. Они убедились, что «в обратную сторону» этот процесс тоже работает, и при движении капель проводника по поверхности тонких пленок, отталкивающих воду, вырабатывается электричество.
Экспериментальная батарея, которую собрали ученые, состоит из множества пар электродов, нескольких пленок из оксида таллия и капель электролита из ртути или ее соединений, окруженных раствором диэлектрика. Механическое воздействие на такую батарею смещает положение капель проводника и диэлектрика, в результате заряд на парах электродов меняется, из-за чего возникает электрический ток.
Эксперимент показал, что мощность батарейки растет с повышением количества капель. Характер механического воздействия не имеет значения - устройство вырабатывало ток при вибрации, растягивании или сдавливании. С другой стороны, для работы такой батарейки необходим внешний источник питания, который, вероятно, придется периодически заменять.
В статье отмечается, что подобные источники питания можно легко масштабировать, изменяя площадь пленок, количество и размеры капель.
Ученые предполагают, что «капельные» батареи можно будет разместить в подошве обуви, и по их оценкам, такое устройство будет вырабатывать около 10 ватт в час. Этого должно хватить для зарядки современных мобильных телефонов или нетбуков. Более мощные аккумуляторы могут быть размещены на поверхности пола в зданиях, общественном транспорте и на других плоскостях, которые подвергаются механическому воздействию.