Energia mimochodem
Jak naładować komórkę, laptopa czy iPoda, kiedy w pobliżu nie ma gniazdka z prądem? Można wyssać energię z własnego ciała za pomocą urządzenia, które dziś opisują w "Science" amerykańscy naukowcy.
W głodnym energii świecie stale rozglądamy się za nowymi paliwami i oszczędniejszymi technologiami. Zapominamy, że ewolucja wymyśliła wspaniałe maszyny, które bez przerwy produkują ciepło i się poruszają. To żywe stworzenia, także oczywiście my, ludzie. Zjadamy węglowodany i tłuszcze, spalamy je w naszych komórkowych elektrowniach i otrzymujemy energię potrzebną do życia. Ale nawet nie zdajemy sobie sprawy z tego, jak wiele jej marnujemy.
Pomysły, by wykorzystać choć część z tej naszej osobistej, bezpowrotnie traconej energii wcale nie są nowe. Już 120 lat temu amerykański wynalazca Thomas Edison podłączył furtkę w swoim domu do pompy, która tłoczyła wodę do zbiornika na strychu. Goście wprawdzie trochę skarżyli się, że ciężko się otwiera, ale każdy z nich, wchodząc, uzupełniał zbiornik o 20 litrów.
Od dawna też można kupić wiele urządzeń na korbkę - np. ładowarki do telefonów, radia czy latarki. Firma Sony w zeszłym roku pokazała nawet aparaty fotograficzne, które można ręcznie ładować, tocząc kółeczkiem po powierzchni lub kręcąc korbką. Wszystkie te gadżety jednak wymagają stosunkowo dużego wkładu pracy i aktywności ze strony użytkownika. Kto ma na to dziś czas i ochotę? W zeszłym roku wziąłem na rodzinne wakacje pod namiotem lampę na korbkę. Przez kilka dni kręciliśmy jak opętani, by rozpraszać mroki nocy. Ale w końcu piekielna maszynka zmogła nawet dzieci. Lampa poszła w kąt, a my po prostu zaczęliśmy wcześniej chodzić spać.
Prąd znad kolan
Tej wady nie ma urządzenie, które teraz wymyślili inżynierowie z kanadyjskiej Szkoły Kinezjologii Uniwersytetu Simona Frasera w Burnaby. Nazwali go kombajnem biomechanicznej energii. Montuje się go na nodze tuż nad kolanem. Produkuje elektryczność w czasie, kiedy chodzimy, a więc dosłownie mimochodem.
Zgięcie nogi w kolanie napędza mały generator prądu. Przy tym w fazie kroku, kiedy stopa wyrzuca nogę i całe ciało do przodu, generator jest odłączony, nie przeszkadza. Natomiast stawia opór wtedy, kiedy przednia noga ląduje i przyjmuje na siebie ciężar ciała. Wspomaga wtedy mięśnie nogi, które również wtedy muszą wyhamować ruch.
Normalnie w tej fazie kroku energia rozpędzonego ciała jest rozpraszana i marnowana. Biomechaniczny kombajn częściowo ją odzyskuje. Na podobnym załozeniu opiera się zasada działania współczesnych samochodów hybrydowych, takich jak np. Toyota Prius. Kiedy zwalniają hamując silnikiem, to przy okazji ładują swoje akumulatory.
Co więcej, dzięki wykorzystaniu fazy hamowania do generowania prądu człowiek prawie nie wkłada w to dodatkowego wysiłku. Metaboliczny koszt tej energii jest nieznaczny - przekonują autorzy pracy. Sprawdzili to na sześciu mężczyznach, którzy spacerowali na ruchomej bieżni pod kontrolą badaczy. Oddychali w maskach podłączonych do systemu, który mierzył zużycie tlenu i wydzielanie dwutlenku węgla.
5 watów przy okazji
Urządzenie generuje 5 watów mocy. Jak twierdzą jego wynalazcy, to wystarcza do zasilania 10 telefonów komórkowych naraz (wprawdzie na tabliczkach znamionowych tych urządzeń znajdziemy zaznaczoną większą moc, ale to wartość maksymalna - podczas normalnej pracy zużywają one dużo mniej prądu). W czasie godzinnego spaceru naładujemy więc baterie komórki, podładujemy laptopa. Przy tym zyskujemy dodatkowy powód, by się ruszać, a więc prowadzić bardziej zdrowy tryb życia.
Amerykanie chwalą się, że ich "nakolannik" daje ponad dziesięć razy więcej prądu niż generator zainstalowany w podeszwie buta, który skonstruowano w laboratoriach MIT. Ma też przewagę nad prądotwórczym plecakiem inżynierów z Uniwersytetu Pensylwanii, który ma wprawdzie 7 watów mocy, ale wgniata użytkownika w ziemię. Plecak waży bowiem 38 kg, a "nakolannik" - ledwie kilogram. A kolejne prototypy mają być bardziej zminiaturyzowane i jeszcze lżejsze.
Naukowcy widzą dla nich świetlaną przyszłość, zwłaszcza w tych częściach globu, gdzie nie ma elektryczności, a które zamieszkuje, bagatela, jedna czwarta populacji świata. Ich zdaniem biomechaniczne kombajny mogłyby też rutynowo zasilać w prąd protezy kończyn wspomagane silniczkami albo coraz powszechniejsze implanty, takie jak neurostymulatory wszczepiane do mózgu lub kręgosłupa (dziś działają na baterie, a ich wymiana wymaga zabiegu).
Czy przesadzają? W jednym mają rację - wciąż nie doceniamy możliwości, jakie tkwią w połączeniu siły ludzkich mięśni z nowoczesnymi technologiami. Dwa miesiące temu dziesięciu studentów MIT, kręcąc pedałami, przez 20 minut zasilało superkomputer SiCortex SC684, który w tym czasie symulował reakcje syntezy jądrowej. Jak myślicie, ile wykonał obliczeń arytmetycznych? Więcej, niż przeprowadzono ich łącznie w całych ludzkich dziejach do roku 1960.
Więcej o przekształcaniu energii ludzkich mięśni w elektryczność:
* Generator prądu w butach konstruowany w Media Lab w MIT: http://www.media.mit...senv/power.html
* Generator prądu w plecaku z PennState University: http://www.upenn.edu...icle.php?id=841
* Ręczny aparat fotograficzny Sony: http://www.treehugge...wirl_n_take.php
* Projekt studentów MIT, by czerpać energię z ludzkich tłumów: http://web.mit.edu/n...dfarm-0725.html
* Klub fitness w Hong Kongu, którego klienci przy okazji ćwiczeń generują energię elektryczną:
http://www.californi....._YOU_ Eng.pdf
* I absolutny przebój - dzieci pompujące wodę podczas zabawy na karuzeli:
http://www.playpumps...k.BCFF/Home.htm
Źródło: Gazeta Wyborcza
