Электрогенератор из жидкого металла обеспечит энергией носимые устройства

Исследователи из Университета штата Северная Каролина изготовили экспериментальный генератор, производящий электроэнергию за счет любых деформаций. Причем в отличие от большинства аналогичных устройств, он может работать как в сухой среде, так и в воде. Это значит, что он отлично подходит для использования в качестве источника питания для имплантов, носимой электроники, которая регулярно подвергается воздействию влаги, а также для подводных систем.

Основной компонент разработки — сплав галлия с индием, который при комнатной температуре находится в жидком состоянии. Капли металла помещают внутрь гибкой растягивающейся полоски из эластичного гидрогеля. Этот материал представляет собой полимер, способный удерживать воду. Находящиеся в ней ионы солей притягиваются к поверхности металла, создавая двойной электрический слой. Он ведет себя подобно конденсатору, накапливая заряд.

Когда площадь поверхности металлической капли увеличивается в результате сжатия, растягивания или скручивания полимерной полоски, емкость «конденсатора» возрастает. Это приводит к перемещению дополнительных зарядов и, следовательно, возникновению электрического тока, который можно сразу использовать или аккумулировать во внешних устройствах.

Лабораторные тесты показали, что при деформации всего на несколько миллиметров генератор демонстрирует мощность около 0,5 мВт в пересчете на квадратный метр площади. Как отмечают ученые, такое значение сравнимо с показателями, которые достигаются с помощью «технологий сбора энергии некоторых популярных классов».

При этом способность функционировать даже в воде, в том числе морской, дает новой разработке важное преимущества перед другими аналогичными решениями. Исследователи сейчас изучают возможности практического применения генератора из жидкого металла в носимых устройствах медицинского и спортивного назначения, в подводных датчиках и в установках для сбора энергии волн.