Люди, волны и другие необычные источники электрической энергии
В большинстве случаев электричество получают с помощью горячих газов или пара в турбине. Это так называемая тепловая энергия. Однако есть и более экстравагантные варианты: например, получать электричество из живых людей. Не волнуйтесь, речь не о Нео из «Матрицы». Какие еще есть виды необычной электрогенерации — в нашей подборке.
Движение волн океана
Идея использовать океанические волны для генерации энергии появилась пару веков назад, а к 1980 году насчитывалось более тысячи патентов на разные связанные с ней изобретения. Отцом современных технологий волновой энергетики считается японский капитан Йошио Масуда. В 1947 году он представил навигационный буй с колеблющимся водяным столбом внутри и системой отбора мощности. Волны давили на воздух в столбе, раскручивая турбину, которая подзаряжала аккумуляторы устройства.
Главный минус изобретения Масуды и аналогичных технологий — неустойчивость во время штормов: большие волны могут вывести из строя систему плавучих генераторов. Ученые стараются справиться с этой проблемой. Весной 2024 года разработчики из Швеции заявили об успешных испытаниях нового поколения буев, устойчивых к непогоде. Устройство надежно якорится и во время штормов переходит в неподвижный режим, зато при маленьких и средних волнах поднимается выше предшественников. За счет этого буй вырабатывает втрое больше энергии. На что ее хватит, пока неизвестно.
Притяжение соленой и пресной воды
Генерировать энергию можно за счет осмоса — самопроизвольного переноса молекул воды из раствора через мембрану, которая не пропускает примеси. Если по одну сторону мембраны налить пресную воду, а по другую — морскую, соль будет «вытягивать» молекулы из пресной. Давление в морской камере будет возрастать и приводить в движение гидротурбину генератора.
Первая осмотическая электростанция начала работать в норвежском городе Тофте в 2009 году и просуществовала пять лет. Специалисты столкнулись с трудностями: эффективность мембран оказалась низкой, а создавать станции можно было только в устьях рек, где пресная вода вливается в соленую.
В 2024 году китайские ученые представили новую мембрану — в лабораторных условиях она показала вдвое бо́льшую эффективность. Однако даже с новыми мембранами экономическая целесообразность осмотических электростанций пока под большим вопросом.
Жизнь сытых бактерий
Микроорганизмы — успешные производители газообразного, жидкого и твердого биотоплива, но использовать их для прямой генерации электричества ученые только учатся. Исследователи из Кембриджского университета разрабатывают систему, населенную цианобактериями (известны как сине-зеленые водоросли). Бактерии генерируют электроэнергию благодаря фотосинтезу — нужно только периодически подпитывать ее маленьких жителей водой и солнечным светом. В эксперименте устройство размером с пальчиковую батарейку в течение года успешно поддерживало работу микропроцессора.
Исследователи из Федеральной политехнической школы Лозанны (Швейцария) экспериментируют с безопасными штаммами кишечной палочки. Ученые вывели бактерии, которые перерабатывают органические отходы и при этом генерируют электричество. Увы, но живые батарейки если и поступят когда-то в продажу, то это будет еще очень нескоро.
Тепло наших тел
Человеческое тело производит производит тепло, которое тоже можно превратить в электричество. Ученые разрабатывают термоэлектрические генераторы, которые напрямую преобразовывают тепло в электричество и заряжают нательную электронику — например, спортивные трекеры. В 2023 году корейские исследователи представили прототип мягкого растягивающегося термоэлектрического генератора — его можно интегрировать в ткань одежды.
Чуть дальше прототипов продвинулись в Стокгольме и Париже, где есть здания, которые отапливают за счет воздуха, нагретого в том числе пассажирами соседних станций метро. Через вентиляцию, связанную с подземкой, теплый воздух греет воду отопительной системы.