Hračka „Pijúci vták“ bola vylepšená, aby vyrábala čistú energiu z vody
- Autor:
- Roman Mališka
- Zverejnené:
- 18. 3. 2024
- Hodnotenie:
- Už ste hlasovali.
Vedci premenili známu detskú hračku „pijúceho vtáka“ na nástroj, ktorý generuje použiteľné množstvo elektriny. Generátor by sa jedného dňa mohol použiť na napájanie širokej škály malých elektronických zariadení v interiéri aj exteriéri.
Ako vlastne funguje neupravený pijúci vták? Jeho vákuovo utesnené telo pozostáva z dvoch sklenených bánk spojených sklenenou trubicou, z ktorých jedna tvorí hlavu a druhá tvorí chvost. Hlavová banka obsahuje vyčnievajúci zobák a je pokrytá savou látkou, zatiaľ čo chvostová banka je hladká.
Telo je namontované na súprave plastových nožičiek, ktoré slúžia ako kývavý oporný bod, a je naplnené prchavou chemikáliou nazývanou ako metylénchlorid. Časť tejto chemikálie je v tekutom stave a časť je v parnom stave. Pred hračkou je umiestnený pohár s vodou, nastavený vo výške, ktorá umožňuje ponorenie zobáka vtáka do tekutiny.
Používateľ začne zatlačením hlavy do pohára, čím umožní látke nasať vodu cez zobák. Po uvoľnení hlavy sa telo vráti späť do vzpriamenej (vertikálnej) orientácie vďaka hmotnosti tekutého metylénchloridu v chvoste. Ako sa voda vyparuje z látky, vytvára chladiaci efekt vo vnútri hlavovej banky. To spôsobí, že para metylénchloridu v hlave kondenzuje na kvapalinu, takže steká do chvosta. Pretože tlak v spodnej časti tela je teraz vyšší ako v hlave, tekutý metylénchlorid je tlačený späť do trubice a do hlavy.
Výsledkom je, že ťažisko hračky sa posunie do tej miery, že sa jej telo nakloní dopredu a ponorí zobák do pohára, aby mohla nabrať viac vody. Súčasne sa medzi hlavou a spodnou časťou tela otvorí jasný priechod, ktorý vyrovnáva tlak. Kvapalný metylénchlorid potom stečie späť dolu, čo umožňuje, aby sa proces začal znova a opakoval sa znova a znova.
Tím vedcov, pod vedením profesora Hao Wu, z Technickej univerzity v Južnej Číne nedávno vzal jednu z týchto hračiek a pridal k nej dva triboelektrické nanogenerátorové moduly v tvare disku na obe strany. Tieto zariadenia využívajú triboelektrický efekt, pri ktorom sa niektoré materiály pri trení o seba elektricky nabijú. To je to, čo je zodpovedné za statický náboj, ktorý vzniká pri česaní vlasov.
Celá súprava je teda známa ako triboelektrický hydrovoltaický generátor pijúceho vtáka (Drinking-Bird Triboelectric Hydrovoltaic Generator alebo DB-THG). V laboratórnych testoch vykonaných pri izbovej teplote 24 ºC a relatívnej vlhkosti 20 % ± 5 % bol systém schopný pracovať 50 hodín s použitím iba 100 ml vody. Dosahoval tiež výstupné napätie až 100 voltov, čo bolo dostatočné na napájanie zariadení, ako sú kalkulačky, teplotné senzory a 20 prepojených LCD obrazoviek.
Vedci teraz vyvíjajú účelového nástupcu DB-THG, ktorý by mal podávať oveľa lepší výkon ako existujúca upravená hračka.
„Triboelektrický hydrovoltaický generátor pijúceho vtáka ponúka jedinečný prostriedok na napájanie malej elektroniky v okolitých podmienkach, pričom využíva vodu ako ľahko dostupný zdroj paliva,“ povedal Wu. „Stále sa cítim prekvapený a nadšený, keď vidím skutočné výsledky.“
Článok o výskume bol nedávno publikovaný v magazíne Device. Technológiu DB-THG v akcii si môžete pozrieť vo videu na začiatku článku alebo priamo TU.
