Новое устройство поможет получать электричество из тени

Контраст освещения, препятствующий оптимальной работе солнечных элементов, научились использовать во благо. Разработано устройство, преобразующее светотеневой переход в электричество. Беспрецедентная концепция найдет применение для мобильных устройств.




Ученые из Национального университета Сингапура придумали, собрали и протестировали устройство, которое преобразует контраст в освещенности между светом и тенью на своей поверхности в электричество. Прибор нарекли генератором, работающим на теневом эффекте (shadow effect energy generator — SEG). Прорыв в области аккумуляторной техники исследователи зафиксировали в публикации в научном журнале Energy & Environmental Science.

В устройстве SEG контраст в освещении вызывает разницу потенциалов между секциями, на которые падает и не попадает свет. Разность потенциалов — необходимое условие возникновения электрического тока. Простая идея в оригинальном исполнении легко вписывается в окружающую действительность и не требует для реализации особых условий.

SEG содержит набор ячеек, расположенных на гибкой и прозрачной пластиковой пленке. Каждая ячейка — это тонкая золотая пленка, нанесенная на кремниевую пластину. Несмотря на драгоценный металл в конструкции SEG обойдется гораздо дешевле, чем кремниевые солнечные батареи. Есть ли еще преимущества, кроме цены?

Эксперименты, проведенные командой разработчиков, показали, что в условиях переменной освещенности новое устройство в 2 раза эффективнее солнечных батарей. Максимальное количество электричества вырабатывается, когда половина поверхности устройства освещена, а другая половина — в тени. Хуже всего генератор заряжается, полностью находясь на свету или в тени.

SEG создан для питания смартфонов, «умных» часов и других мобильных устройств, требующих постоянной подзарядки. В условиях переменной освещенности, какая обычно бывает в помещениях, теневой генератор послужит хорошей альтернативой солнечным батареям.

Самая любопытная характеристика устройства все же в другом. Да и сравнивать их пока не с чем: шкафы рядовых россиянин от солнечных батарей все равно не ломятся. Занятное свойство SEG следует из принципа действия — зависимости выработки электричества от положения теней. Генератор энергии может служить автономным датчиком для мониторинга движущихся объектов. Когда человек, домашнее животное или робот проходят мимо SEG, то отброшенная прерывистая тень запускает датчик для записи присутствия и движения объекта.

Группе из шести человек потребовалось четыре месяца, чтобы осмыслить, разработать и усовершенствовать устройство. На следующем этапе команда ученых попробует заменить золото другим материалом, чтобы снизить стоимость SEG.