Новый материал преобразует свет, тепло и движение в электричество

Нас окружают многие формы энергии: солнечный свет, тепло в комнате и даже наши собственные движения. Все, что израсходуется обычно впустую, потенциально может помочь в подзарядке портативных гаджетов, начиная от биометрических датчиков до смарт-часов. Так, исследователи из Университета Оулу, Финляндия обнаружили, что минерал перовскит со структурой кристалла имеет подходящие свойства для извлечения энергии из нескольких источников одновременно.

Перовскиты и солнечная энергия

Перовскиты представляют собой семейство минералов, многие из которых показали потенциал в генерации одного или двух видов энергии. Один вид первоскита может хорошо подходить для солнечных батарей, с нужными свойствами для эффективного преобразования солнечной энергии в электрическую. Между тем, другой вид минерала имеет большой опыт по добыче энергии от изменений температуры и давления, которые могут возникнуть в результате движения, что делает их пиро и пьезоэлектрическими материалами.

Иногда, однако, только одного вида энергии не достаточно. Данная форма энергии может быть не всегда доступной, так как может быть облачная погода или вы, находясь на встрече, не сможете генерировать энергию двигаясь.

Поэтому исследователи из Университета Оулу - разработали устройства, которые могут использовать несколько форм энергии, но они требуют несколько материалов, при этом устройства остаются маленькими и портативными.

Что такое KBNNO?

На этой неделе в Applied Physics Letters Янг Бай и его коллеги из Университета Оулу представили свое исследование конкретного типа перовскита под названием KBNNO, который может использовать различные формы энергии. Как и все перовскиты, KBNNO является сегнетоэлектрическим материалом, заполненным крошечными электрическими диполями, аналогичные крошечным иглам компаса в магните.

Фотоэлектрические и сегнетоэлектрические свойства KBNNO были предметом предварительных исследований, но исследование Финляндского Университета Оулу в первый раз оценило свойства, относящиеся к температуре и давлению. Предыдущие исследования показали как материал может эксплуатироваться при температурах сотни градусов ниже нуля, а не выше комнатной температуры, как показал последний эксперимент.

Эксперименты показали, что в то время как KBNNO достаточно хорош для получения электроэнергии из тепла и давления, он не совсем хорош, в отличие от других перовскитов. Пожалуй, наиболее перспективным открытием, однако, является то, что исследователи могут изменить состав KBNNO для улучшения его пиро и пьезоэлектрических свойств.

"Вполне возможно, что все эти свойства могут быть использованы по максимуму", отметил Бай, который, вместе со своими коллегами, уже изучает такой усовершенствованный материал, как KBNNO с натрием.

Мультиэнергетическое устройство 

В течение следующего года, Бай надеется построить прототип мультиэнергетического устройства. Процесс изготовления прост, поэтому коммерциализация может прийти уже через несколько лет, как только исследователи определят лучший материал.

"Это подтолкнет развитие вещей и умных городов, где энергоемкие датчики и устройства могут быть энергетически устойчивыми," отметил он.

Этот вид материала, скорее всего, дополнят батареи на ваших устройствах, повышая энергоэффективность и сокращая частоту подзарядки. Однажды, по словам, Бая - появление мультиэнергетического устройства может означать, что вам больше не придется подзаряжать гаджеты. Более того, даже батареи для небольших устройств, в скором будущем, могут не понадобиться.

Читать также: HandEnergy: Ваш карманный электрогенератор

По материалам: www.phys.org