Chůze jako zdroj elektřiny

Elektřinu lze získávat nejrůznějšími způsoby. Ve vývoji jsou dnes například nové baterie umístěné v batohu, které získávají elektřinu pro napájení neseného počítače při samotné chůzi. Dosud známé nesené generátory často využívají elektromagnetickou indukci, která je sice účinná, ale vyžaduje objemné a těžké magnety. Menší a lehčí piezoelektrické generátory používají keramické krystaly k přeměně tlaku na napětí, ale ty jsou drahé a méně účinné.

Zhong Lin Wu a kol. z Georgia Institute of Technology v Atlantě nyní získává elektřinu v baterii tím způsobem, že nejdříve dává do kontaktu dva povrchy s rozdílným nábojem, které se následně oddělí. Tento jev je označován jako triboelektrický efekt, což je stejný proces, který způsobuje šoky statické elektřiny.

Princip triboelektrického nanogenerátoru TENG (viz obr.) využívá umělohmotné karty umístěné v krabici, kde jedna strana je opatřena hliníkovým filmem s nanopóry, zatímco druhá je povlečena měděným filmem se soustavou polymerových nanodrátků. Karty jsou uspořádány do tvaru kosočtverce. Při chůzi jsou karty nejdříve stlačovány pomocí závaží, takže se dostávají do kontaktu. Nanodrátky a póry se prolínají, zvyšují kontaktní plochu a současně zvyšují elektrický náboj. Po kontaktu dochází díky pružině k oddělení karet. Rozdíl potenciálů přivádí proud do okruhu.

Nanogenerátory TENG mají účinnost asi 50 %, zatímco piezoelektrické systémy jen asi 8 %. Dvoukilogramový batoh s nanogenerátorem produkoval při chůzi výkon vyšší než 1 W. Existující „batohové“ generátory na bázi elektromagnetické indukce mají výkon 5-20 W, ale váží okolo 20 kg. Stejná metoda se použila i při nabíjení baterií na bázi lithiových iontů. Wang se domnívá, že nanogenerátory by mohly být přímou součástí senzorů, mobilů a nesených počítačů. Jeho tým nedávno vyvinul samostatný generátor, který je schopný nabíjet chytrý telefon.

Zdroj: New Scientist, 2013, č. 2950, s. 19