Опрос
|
реклама
Быстрый переход
Китайцы создали робота без аккумулятора — он получает энергию, просто шагая
08.10.2026 [11:28],
Павел Котов
Китайские инженеры построили робота с альтернативным источником питания — он лишён традиционного аккумулятора, вместо которого на его «подошвы» нанесена мембрана. Она выступает в качестве электрохимического генератора, вырабатывая электричество при контакте с поверхностью, по которой передвигается машина. 
Источник изображения: eurekalert.org Миниатюрные роботы — машины, которые могут проникать сквозь завалы для поиска выживших после землетрясения или для осмотра узких щелей в ядерных реакторах, — способны оказаться полезными на практике, но для них остаётся актуальной проблема снабжения энергией. Традиционные коммерческие аккумуляторы слишком громоздки: робот массой 1,7 г вырабатывает ресурс примерно за две минуты, если батарея составляет 94 % его массы. Альтернативу предложили инженеры Фуданьского университета (Китай). Они изготовили миниатюрного робота, почти лишённого бортовых накопителей энергии — источником питания для него служит поверхность, по которой он перемещается. На «подошвах» робота размещена мягкая мембрана толщиной с лист бумаги. Она с каждым шагом вырабатывает электричество в процессе движения машины по поверхностям из алюминия, цинка или кремния. Слой полимерного геля толщиной всего 135 мкм учёные химически вырастили непосредственно на конечностях робота. При контакте с ногой робота металлическая поверхность отдаёт электроны, а мембрана поглощает из воздуха кислород и влагу, замыкая электрическую цепь. Энергия начинает поступать сразу при контакте и перестаёт вырабатываться, когда конечность отрывается от поверхности. В ходе лабораторных испытаний напечатанный на 3D-принтере робот размером 6,7 × 5,7 см за 150 дней совершил более 10 000 шагов без падения напряжения. Преодолев рубеж в 1 млн шагов, он израсходовал всего около 2 г алюминия на контактной поверхности. Липкая структура гелевой мембраны помогла ему освоить перемещение и по наклонным металлическим поверхностям. Машина выдерживала перепады температур от -20 до +80 °C, а энергии хватило для питания бортового светодиода и модуля Bluetooth. Ограничение системы заключается в том, что извлекать энергию получается не из всех поверхностей: пластик, стекло, почва и органические ткани для этого не подходят. Для стабильности работы инженеры установили суперконденсатор, который обеспечил буферизацию энергии в подобных мёртвых зонах. Кроме того, воздействие присутствующего в атмосфере углекислого газа и постоянная коррозия постепенно разрушают внутренний электролит, поэтому в полимерную мембрану приходится время от времени добавлять гидроксид калия, чтобы поддерживать работу генератора. В США с помощью графена создали пластмассовый суперконденсатор рекордной ёмкости
22.01.2025 [22:19],
Геннадий Детинич
Суперконденсаторы должны сыграть значительную роль в продвижении безуглеродной энергетики. Они способны быстро накапливать заряд большой мощности и так же быстро отдавать его потребителям, что востребовано, например, в электромобилях в режимах рекуперации энергии при торможении. Поэтому разработка новых материалов для суперконденсаторов не прекращается и приносит свои плоды, что подтверждает новое исследование. 
Источник изображений: UCLA В частности, в Калифорнийском университете в Лос-Анджелесе (UCLA) разработали технологию производства перспективных суперконденсаторов с лучшими характеристиками, чем у современных аналогов. Но самое интересное — в качестве материала для накопления заряда использован полимер, которому более 40 лет. Исследователи применили поли-(3,4-этилендиокситиофен), или, сокращённо, PEDOT. Этот пластик широко используется в электронике и дисплеях, так как может быть прозрачным. Проблема всех суперконденсаторов заключается в том, что они накапливают заряд в тонком приповерхностном слое. Для накопления большего заряда площадь поверхности электрода должна быть как можно больше. Именно эта задача стояла перед учёными из UCLA — разработать техпроцесс выращивания полимерного электрода с максимально возможной площадью. Исследователи успешно решили её: они предложили наращивать волокна полимера PEDOT, подобно траве на газоне, используя графен в качестве подложки и осаждая полимер в паровой фазе для получения длинных волокон.  «Уникальный вертикальный рост материала позволяет нам создавать электроды PEDOT, которые накапливают гораздо больше энергии, чем традиционные [плёнки] PEDOT, — сказал Махер Эль-Кади (Maher El-Kady), автор-корреспондент и материаловед Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе. — Электрический заряд накапливается на поверхности материала, а традиционные плёнки PEDOT не имеют достаточной площади поверхности, чтобы удерживать очень большой заряд. Мы увеличили площадь поверхности PEDOT и, таким образом, его ёмкость настолько, чтобы создать суперконденсатор». Созданный таким образом суперконденсатор показал ёмкость 4600 мФ/см², что значительно выше, чем у обычных полимерных плёнок из того же материала. Это примерно в четыре раза больше, чем у современных суперконденсаторов на той же основе. Также новая разработка обеспечивает 100-кратное улучшение проводимости и выдерживает 70 тыс. циклов заряда и разряда. Учёные уверены, что за этой новинкой — будущее. |
© 1997—2026 3DNews
При цитировании документа ссылка на сайт с указанием автора обязательна. Полное заимствование документа является
нарушением
российского и международного законодательства и возможно только с согласия редакции 3DNews.
MWC 2018
2018
Computex
IFA 2018
