Powodowane chodzeniem drgania podłoża, ciepło emitowane przez ciało podczas wysiłku fizycznego, tak samo jak potężne drgania i gorąco pochodzące z sektora motoryzacyjnego i lotniczego - wszystko to da się potencjalnie przekształcić w energię elektryczną. Pracują nad tym europejscy naukowcy.

Technologia, która umożliwi wykorzystanie marnowanej dotychczas energii powstaje w ramach projektu InComEss.

„Z każdym krokiem wywieramy nacisk zarówno na podłoże, jak i na podeszwy naszych butów, co z kolei wywołuje drobne drgania, które wytwarzają energię” - powiedziała cytowana na portalu cordis.europa.eu Cintia Mateo Mateo z AIMEN Technology Centre, koordynatorka projektu. Przemysł lotniczy oraz motoryzacyjny powodują jeszcze więcej takich drgań, nie wspominając o ogromnych ilościach wywodzącego się z nich ciepła, które w tym momencie jest po prostu odpadem. Do tej pory nikomu nie udało się bowiem stworzyć narzędzi, które pozwoliłyby taką energię odzyskiwać. Ma się to zmienić dzięki projektowi InComEss.

Jego celem jest opracowanie wydajnych, inteligentnych materiałów na bazie polimerów, zdolnych do zbierania i magazynowania energii pochodzącej otoczenia: z drgań mechanicznych i ciepła odpadowego. Specjalne generatory piezoelektryczne i termoelektryczne będą je przekształcać z zieloną energię. W zamierzeniu autorów projektu przydatność takiego rozwiązania ma być bardzo szeroka, ale ich podstawowym celem jest zasilanie bezprzewodowych sieci czujnikowych, które zostaną wdrożone w różnych scenariuszach tzw. internetu rzeczy (IoT) do monitorowania stanu konstrukcji w budynkach i samolotach czy dokładnego monitorowania pojazdów m.in. za pomocą czujników GPS.

Zrzeszeni w konsorcjum badacze chcą opracować trzy różne systemy: piezoelektryczny system pozyskiwania energii z jednego źródła, jednoźródłowy termoelektryczny system pozyskiwania energii oraz wieloźródłowy hybrydowy system EHS oparty na technologii ThermoPiezoElectric.

Wyniki dotychczasowych prac są bardzo obiecujące. Naukowcy przetestowali m.in. generator termoelektryczny podłączony do układu wydechowego pojazdu, który z powodzeniem wytwarzał energię z różnicy temperatur spowodowanej rozpoczęciem jazdy.

W innym eksperymencie łączyli generatory piezo- i termoelektryczne ze skrzydłami samolotu, w efekcie czego pochodzące z nich drgania i występujące na nich różnice temperatur były przekształcane w zieloną energię, którą następnie wykorzystano do przesyłania danych.

Na razie autorom nie udało się jednak uzyskać wydajności, który pozwoliłaby na samodzielne zasilanie sieci WSN, ale już jej poszczególnych elementów - tak.

„Dzięki pomyślnej demonstracji możliwości wykorzystania systemów pozyskiwania energii do zasilania bezprzewodowych węzłów czujników udało nam się nie tylko rozwinąć rynki czujników i IoT, ale także wesprzeć transformację energetyczną” - zaznaczyła badaczka cytowana na cordis.europa.eu.

Poza dalszymi pracami nad ulepszeniem swoich generatorów energii, konsorcjum planuje także zbadanie możliwości zasilania szeregu czujników o niskim zużyciu energii.

Badania finansowane są ze środków unijnego programu badań i innowacji Horyzont 2020.

W skład konsorcjum wchodzą: Centrum Technologii AIMEN (koordynator), Centre for Nanotechnology and Smart Materials, Leibniz Institute of Polymer Research Dresden, spółka Nanocyl, Smart Material GmbH, Tampere University, Foundation of Research Technology Hellas, Skeleton Technologies, University of Padova, Brunel University London, PhotonFirst, Core Innovation and Technology OE, Marelli Europe, Sonaca Group, Institute of Communications and Computer Systems, Spanish Association for Standardization, Focchi S.p.A. oraz Fundación CIRCE es un centro de investigación de recursos y consumos energéticos.

Katarzyna Czechowicz
kap/ bar/