Китайці створили робота без акумулятора — він отримує енергію просто крокуючи

Китайські інженери побудували робота з альтернативним джерелом живлення — він позбавлений традиційного акумулятора, натомість на його «підошви» нанесена мембрана. Вона виступає в якості електрохімічного генератора, виробляючи електрику при контакті з поверхнею, по якій пересувається машина.

Джерело зображення: eurekalert.org

Мініатюрні роботи — машини, які можуть проникати крізь завали для пошуку вижилих після землетрусу або для огляду вузьких щілин у ядерних реакторах, — можуть виявитися корисними на практиці, але для них залишається актуальною проблема забезпечення енергією. Традиційні комерційні акумулятори занадто громіздкі: робот масою 1,7 г виробляє ресурс приблизно за дві хвилини, якщо батарея становить 94 % його маси.

Альтернативу запропонували інженери Фуданьського університету (Китай). Вони виготовили мініатюрного робота, майже позбавленого бортових накопичувачів енергії — джерелом живлення для нього служить поверхня, по якій він переміщається. На «підошвах» робота розміщена м'яка мембрана товщиною з аркуш паперу. Вона з кожним кроком виробляє електрику в процесі руху машини по поверхнях з алюмінію, цинку або кремнію.

Шар полімерного гелю товщиною всього 135 мкм вчені хімічно виростили безпосередньо на кінцівках робота. При контакті з ногою робота металева поверхня віддає електрони, а мембрана поглинає з повітря кисень і вологу, замикаючи електричну ланцюг. Енергія починає надходити відразу при контакті і перестає вироблятися, коли кінцівка відривається від поверхні.

Під час лабораторних випробувань надрукований на 3D-принтері робот розміром 6,7 × 5,7 см за 150 днів здійснив понад 10 000 кроків без падіння напруги. Подолавши рубіж у 1 млн кроків, він витратив всього близько 2 г алюмінію на контактній поверхні. Липка структура гелевої мембрани допомогла йому освоїти переміщення і по нахилених металевих поверхнях. Машина витримувала перепади температур від -20 до +80 °C, а енергії вистачило для живлення бортового світлодіода і модуля Bluetooth.

Обмеження системи полягає в тому, що витягати енергію вдається не з усіх поверхонь: пластик, скло, ґрунт і органічні тканини для цього не підходять. Для стабільності роботи інженери встановили суперконденсатор, який забезпечив буферизацію енергії в подібних мертвих зонах. Крім того, вплив присутнього в атмосфері вуглекислого газу і постійна корозія поступово руйнують внутрішній електроліт, тому в полімерну мембрану час від часу доводиться додавати гідроксид калію, щоб підтримувати роботу генератора.

Хочеш дізнатися більше — читай відгуки