Международная группа исследователей создала инновационное устройство — биоразлагаемый генератор электрического тока, работающий на основе влаги (MEG — Moisture‑enabled electric generators). Прибор изготовлен из доступных и нетоксичных материалов: желатина, поваренной соли и активированного угля.
Разработка призвана решить проблему питания носимых устройств, сельскохозяйственных и экологических датчиков — особенно тех, что размещаются в труднодоступных местах или на теле человека. Такие приборы часто работают во влажной среде, а замена батарей в них затруднительна. Существующие аналоги нередко используют стойкие полимеры или сложные конструкции, что мешает их экологичному и масштабируемому внедрению.
Возможности нового генератора
По данным исследования, один элемент генератора стабильно выдает около 1 вольта более 30 дней за счет поглощения влаги из окружающей среды. При последовательном соединении нескольких устройств команда добилась мощности в 90 вольт и 5,08 мА — этого хватило для питания светодиодной гирлянды из 40 лампочек.
Принцип работы основан на самоорганизации желатино‑солевого раствора в трехслойную структуру по мере высыхания. При контакте с влагой из воздуха или с кожей человека в материале начинается движение ионов, что и приводит к возникновению электрического тока.
Наша цель состояла в том, чтобы переосмыслить подход к разработке и производству электронных материалов.
Помимо генерации энергии, устройство выполняет функцию датчика, совместимого с кожей. Его электрические показатели меняются при малейших колебаниях влажности, позволяя фиксировать физиологические сигналы. Например, генератор способен отслеживать характер дыхания в реальном времени, распознавать речь по влажности выдыхаемого воздуха и обеспечивать бесконтактное определение расстояния.
Важное преимущество MEG — экологичность. В отличие от традиционной электроники с пластиками и тяжелыми металлами, этот генератор разлагается в почве за несколько недель либо растворяется в воде. Компоненты можно извлечь и повторно использовать без опасных химикатов, что поддерживает концепцию круговой электроники и снижает объем электронных отходов.
Ранее Наука Mail рассказывала, что система на основе маятника позволяет извлекать энергию из океанских течений.
