Du skal besøge et nyt og ukendt sted, men du er faret vild. Men jeg har jo min GPS, tænker du – og i samme øjeblik dør batteriet på din mobiltelefon.
For nogle er dette muligvis ikke en ukendt situation, men i fremtiden er det forhåbentlig en saga blot.
Forskere ved University of Wisconsin-Madison har nemlig udviklet en måde til at udnytte den energi, der bliver skabt ved en almindelig gåtur til at generere elektrisk strøm. De tror så meget på ideen, at de nu har taget patent på den.
Fungerer som en omvendt motor
Når skoen rammer underlaget, mistes omkring 10 watt som varme. Ideen er derfor at forsøge at opsamle denne energi i stedet for at lade den slippe ud i den frie luft.
Mange har tidligere forsøgt denne løsning, blandt andet ved hjælp af en teknik ved navn piezoelektricitet, hvor elektricitet bliver genereret, når et materiale bøjes. Disse forsøg har dog kun formået at skabe nogle få hundrededele watt – langt fra nok til en gennemsnitlig telefon eller mp3-afspiller.
Ifølge det nye studie, som er offentliggjort i tidsskriftet Nature Communications, hedder electrowetting. Ideen er som følger:
Hvis du lægger en dråbe strømledende væske på noget strømførende materiale og dernæst sender strøm gennem materialet og ind i dråben, vil den ændre form og på den måde generere en vis mængde energi.
Men du kan også vende den ide om og få elektricitet ud af en dråbe, som ændrer form.
Det er samme princip, som når en motor i revers bliver en elektrisk generator. I stedet for energi ind og motorkraft ud putter du i stedet motorkraft ind og får energi ud.
Fuldt opladt på 25 minutter
De to mekaniske ingeniører Tom Krupenkin og Ashley Taylor har gjort netop dette og eksperimenteret med, hvilken væske der bedst ville kunne overføre energien fra den ændrede form over til strøm.
Valget faldt på galinstan, en flydende metalblanding, som blandt andet bruges i termometre.
Galinstan har mange af de samme egenskaber som kviksølv, blandt andet at det nemt ændrer form ved temperaturændringer, men i modsætning til kviksølv er det ikke giftigt.
Nu har Krupenkin og Taylor lavet et system, hvor 150 dråber galinstan generer strøm med en effekt på nogle få milliwatt. Men ifølge det nye studie viser beregninger, at et apparat med 1000 dråber nemt kan være på en område på 40 kvadratcentimeter – altså hvad der kan være i en skosål.
1000 dråber vil kunne generere op til 10 watt per skridt. Dermed vil man ifølge Krupenkin kunne fuldt oplade sit telefonbatteri i løbet af en 25 minutters gåtur.
Kan skoen blive en radio?
Et vigtigt spørgsmål, hvis teknologien skulle vise sig brugbar, er, hvordan man får overført strømmen fra skoen til telefonen. Krupenkin foreslår ifølge NewScientist, at en løsning kunne være et USB-kabel, som kobles direkte til skoen.
»Det kan fungere for militæret, men det er nok ikke noget, en almindelig bruger vil ønske sig i hverdagen,« siger han.
En anden mulighed er, at skoen laves om til en radio med stor rækkevidde, som kommunikerer med telefonmaster langt væk.
Det, der kræver mest strøm af din telefon er nemlig ikke det at skrive en besked, men snarere det at sende beskeden videre til en telefonmast langt væk, som sender den videre til modtageren.
Det er samme princip, som hvis du taler med nogen. Hvis du står meget tæt på personen – eller telefonmasten – kan du hviske, mens du bliver nødt til at råbe, når afstanden bliver større.
Ideen er derfor, at mobilen 'hvisker' beskeden til skoen, som så 'råber' beskeden videre til tårnet ved hjælp af den kraft, som genereres, når du går.
»Batteriet ville holde ti gange længere,« siger Krupenkin.
Prototype klar om to år
Reaktionerne fra forskerkolleger rundt omkring i verden har været meget optimistiske, selv om flere stadig venter på at få bekræftet, at opskaleringen af projektet vil kunne fungere.
»Normalt med electrowetting bruger vi spænding til at flytte rundt på ting. Her er det modsat. Jeg ville ønske, at jeg havde fundet på denne ide selv,« siger ekspert i teknologien Frieder Mugele fra det hollandske Universiteit Twente til NatureNews.
»Jeg har aldrig før set noget som det her,« tilføjer Neil White, elektronikekspert ved University of Southampton.
Metoden er nu patenteret af Krupenkin og Taylors selskab InStep NanoPower, og forskerne håber på at have en prototype af teknologien bygget ind i en skosål i løbet af to år.
© forskning.no. Oversat af Magnus Brandt Tingstrøm
Det kan være dejligt at gå tur. Især hvis det samtidig oplader din telefon, hvilket kan blive virkelighed, hvis den nye teknologi slår igennem. (Foto: Colourbox)
Hvis batteriet løber tør, mens du er faret vild, skal du bare holde dig på fødderne i et par minutter, hvorefter du igen kan bruge telefonen til at finde vej. (Foto: Colourbox)
