Zvětšit obrázek

PVDF (polyvinyliden difluorid) je běžně používanou látkou. Zde je v podobě membrány hydrofonu. Jeho využití je však široké - od vlákna pro cévní chirurgii až po termoplastické trubky. (Kredit: www.cue.ac.uk)

Vědci přišli s dalším zajímavým nápadem:

Zvětšit obrázek

PVDF je tvořen řetězcem CH2CF2. Jde o semikrystalickou látku, jež pruží a která při stlačení vykazuje piezolektrické vlastnosti.

„Možná bychom mohli vyrábět elektrickou energii s pomocí kapek bubnujících při dopadu. Ale bude možné jí vyrobit dostatečné množství a spolehlivě?“ A proto vyvinuli metodu umožňující získat energii z dešťových spršek a přeměnit ji v elektřinu.

Tato technologie může pracovat v průmyslových klimatizačních systémech, kde voda kondenzuje a kape podobně jako déšť. Bylo by možné ji použít v kombinaci se solární energií a využít tak ještě více energie z okolního prostředí třeba k napájení různých drobných bezdrátových senzorů určených k monitorování podmínek prostředí.

„Naše výpočty ukazují, že dokonce i v těch nejnepříznivějších podmínkách stačí mechanická energie dešťových kapek k napájení energeticky úsporných zařízení,“ říká Romaim Guigon, francouzský výzkumný a vývojový pracovník výzkumného ústavu CEA Leti- Minatec v Grenoblu.

Zvětšit obrázek

Zatím se s PVDF uvažovalo ve využití pro její vlastnost reagovat na elektrický proud změnou tvaru. Z obrázku je patrná reakce protažení fólie PVDF do délky, kdy kladný atom vodíku, který ze své přirozené fyzikální vlastnosti je přitahován záporným elektrickým polem. Při změně polarity proudu je tomu naopak. Nápad použít membránu k tvorbě elektrického proudu, je myšlenkou novou.

Guigon, který vedl výzkumný tým tvořený inženýry Jean-Jacques Chailloutem, Thomasem Jagerem a Ghislainem Despessem, říká: „Energie z deště je malá v porovnání se sluncem, ale to není ten problém.“ A dodává: „Právě toto je ten systém, který bychom mohli použít tam, kde je získání solární energie obtížné a nebo jej kombinovat s další technologií získávání energie.“

Zvětšit obrázek

Přeměnit déšť velektřinu, jistě chvályhodný počin. Ale ta představa, že by se člověk těšil na déšť aby mohl dobít mobil...

Metoda spoléhá na plast nazvaný PVDF (polyvinyliden difluorid), který je běžně používán v celé řadě výrobků od trubek, filmů a izolace kabelů až k hi-tech barvám na kov. Hmota PVDF se vyznačuje jednou ne příliš obvyklou vlastností, a tou je piezoelektricita – může vytvářet elektrický náboj, když je mechanicky deformována.

Guigon a jeho tým zapustili elektrody do 25 mikrometrů „silné“ membrány z PVDF a potom bombardovali tento list kapkami vody o průměru od jednoho do pěti milimetrů. Jak kapky narážely do materiálu, vytvářely vibrace vyrábějící elektrický náboj. Elektrody pak tento náboj odvedly, aby se dal využít jako zdroj elektrické energie.

Není žádným překvapením, že největší kapky vytvářejí největší vibrace. Vědci zjistili, že systém je schopný získat 12 miliwattů z největších kapek a podat stálý výkon minimálně 1 mikrowattu. Ale je to opravdu dost?

Všechna zařízení, dokonce i ty nejmenší senzory, vyžadují, aby přes jejich obvody procházelo minimální množství proudu a napětí. „Do studie nebyly zahrnuty žádné analýzy obvodů,“ říká Dany Inman, profesor mechaniky a ředitel centra pro inteligentní materiálové systémy a struktury na Virginské technice.

„Ale tato informace je důležitá, když zkoušíme pochopit jak účinně bude energie vyrobená z kapek deště transformována na energii využitelnou v elektronických zařízeních,“ vysvětluje dále Inman: „To je třeba ještě objasnit.

A to by měl být další krok. Využití deště, jako zdroje energie určitě stojí za tu námahu.“ A ještě dodává: „Je třeba se poohlédnout po všech možných zdrojích energie. Naše životy jsou plné baterií a ty nejsou příliš ekologické. Cokoliv se dá použít ke snížení jejich spotřeby nebo prodloužení jejich životnosti je dobrá myšlenka, kterou je třeba brát v úvahu.“