Вот немного известный факт: человеческое тело в любой момент времени производит энергию, эквивалентную 100-ваттной лампочке. В этом смысле мы всегда тратим нашу энергию - энергию, которая может быть использована для питания лампочки. Именно эта линия мышления привела 16-летнего ребенка к созданию первого фонаря, работающего исключительно от тепла тела.
«Полый фонарик» Энн Макосински - не единственный ручной источник света. Но в то время как другие продукты генерируют энергию при встряхивании или даже ручном проворачивании, ее отмеченный наградами прототип сияет в тот момент, когда вы берете его.
«Я подумала, а почему не тепло тела?» она сказала Орегонский Вестник . «У нас так много тепла излучается из нас, и это впустую».
До недавнего времени исследователи не изучали способы улавливания избыточного тепла тела в качестве средства питания устройств, таких как слуховые аппараты и кардиостимуляторы. Четыре года назад инженеры в Швеции нашли хитрый (и несколько хитрый) способ перекачать биотермическую энергию пассажиров на центральном железнодорожном вокзале для обогрева близлежащих офисных зданий. Тем не менее, большая часть проблемы при разработке этих технологий связана с тем фактом, что электричество, произведенное из остаточной тепловой энергии, обычно слишком слабое для работы большинства распространенных устройств. Например, внутреннее ухо вырабатывает от 70 до 100 милливольт потенциального электричества, которого недостаточно даже для питания датчика или чипа Wi-Fi, говорится в сообщении в Wall Street Journal .
Макосински, второкурсник средней школы в Университетской школе Св. Михаила в Виктории, Британская Колумбия, сначала подумала об этой идее, узнав, что ее друг на Филиппинах, у которого не было электричества, терпел неудачу в школе, потому что у нее не было достаточно время учиться в светлое время суток. Дилемма ее подруги на удивление распространена среди растущего числа людей в развивающихся регионах, которые либо не могут себе позволить, либо не имеют доступа к электросети. Для Макосински это послужило стимулом для применения того, что она узнала о материалах для сбора энергии из экспериментов, которые она проводила с седьмого класса.
Тем не менее Макосинский не был уверен, достаточно ли тепла от руки человека, чтобы заправить фонарик, оснащенный светодиодной лампой. Чтобы захватить и преобразовать энергию, она остановилась на плитках Пельтье, которые вырабатывают электричество, когда разность температур между двумя сторонами составляет 5 градусов Цельсия, явление, известное как эффект Пельтье. Прочный материал, который не имеет движущихся частей и имеет неограниченный срок службы, был встроен в корпус фонаря, чтобы одновременно поглощать тепло от руки человека вдоль внешней части фонаря вместе с прохладным окружающим воздухом внутри гаджета.
Но хотя плитки, по ее расчетам, могут генерировать мощность, превышающую минимальную мощность, необходимую для питания фонаря (5, 7 милливатт), она обнаружила, что выходного напряжения недостаточно. Чтобы увеличить напряжение, она добавила трансформатор, а затем и цепь, чтобы обеспечить то, что оказалось более чем достаточным для полезного электричества (5 Вольт переменного тока).
Как только она включила фонарик, Макосински проверила свое новое изобретение и обнаружила, что свет становится ярче, когда наружный воздух становится холоднее. Например, фонарик начал работать лучше, когда температура наружного воздуха упала с 10 до 5 градусов по Цельсию. Но даже в более теплых условиях полый фонарик выдерживал сильный луч света в течение более 20 минут.
Что может быть наиболее впечатляющим, так это то, что материалы, использованные Макосинским для изготовления продукта, составили всего 26 долларов; если устройство массового производства, общая стоимость, как ожидается, будет значительно меньше.
Весной прошлого года Макосински представила свое патентуемое изобретение на научной ярмарке Google 2013 года, где она была удостоена главного приза в возрасте 15-16 лет и получила стипендию в размере 25 000 долларов. Но чтобы коммерциализировать свое изобретение, ей нужно будет найти способ настроить его на соответствие с другими на рынке, которые имеют яркость в диапазоне от 90 до 1200 люмен; ее версия в настоящее время максимально на 24.
Тем не менее, она не обескуражена.
«Я хочу убедиться, что мой фонарик доступен для тех, кто действительно нуждается в нем», - сказала она The Oregon Herald .
