Ученые из Национального университета Сингапура разработали простое и недорогое устройство под названием SEG (shadow-effect energy generator), использующее контраст света и тени. Новая технология позволяет получать в закрытых помещениях экологически чистую энергию, которой хватает для зарядки гаджетов.
Отчет об изобретении был опубликован в журнале Energy & Environmental Science.
Обычные фотоэлементы вырабатывают ток, когда на них попадает свет, а тень снижает эффективность их работы. Ученые воспользовались разностью потенциалов между поверхностями с различным освещением – этот эффект и порождает электрический ток.
Для того чтобы заряжать смартфоны, умные очки или часы, требуется стабильный источник энергии. Гаджеты используются как в домах, так и на улице, и было бы удобно, если бы можно было постоянно восполнять их заряд. Солнечные батареи способны выполнять эту функцию на открытом воздухе, однако в помещениях их эффективность существенно снижается. Новая разработка направлена на устранение этой проблемы – SEG может не только вырабатывать электроэнергию, будучи частично в тени, но и служить датчиком движения. Когда мимо него кто-то проходит, отброшенная прерывистая тень автоматически включает счетчик для регистрации присутствия объекта.
Новый миниатюрный генератор состоит из набора ячеек, размещенных на прозрачной пластиковой основе. Одна ячейка – это тонкая золотая пленка, нанесенная на кремниевую подложку. В тоже время, себестоимость производства SEG ниже по сравнению с обычными солнечными батареями.
Когда устройство находится в тени, или свет падает на всю его поверхность, оно производит очень мало электроэнергии. Ситуация меняется при частичном освещении. Максимальный эффект достигается, когда свет падает на половину поверхности SEG. В ходе тестов выяснилось, что девайс демонстрирует вдвое большую эффективность в условиях смены света и тени по сравнению с обычным кремниевым фотоэлементом. Выработанного устройством электричества хватило для зарядки электронных часов.
Команде из 6 человек потребовалось 4 месяца для разработки и испытания SEG. Ученые намерены провести эксперименты с другими материалами с целью исключить использование золота и удешевить выпуск подобных устройств. В перспективе они могут использоваться для создания автономных многофункциональных сенсоров, которые можно нашить на одежду для выработки электроэнергии в течение дня. Ученые также хотят разработать недорогие солнечные панели SEG, которые смогли бы работать при искусственном освещении.
