Ein lastreduzierender Rucksack, der die Elektronik antreibt, indem er Energie aus Fernwanderungen gewinnt, klingt möglicherweise wie ein Projekt, von dem Sie als Kind träumen würden. Allerdings müssen nicht alle Träume als Träume bleiben. Forscher haben eine Last entworfen-gehängter Rucksack, bei dem sich nicht nur die Ladung anfühlt 20 Prozent leichter erntet aber auch die verschwendete Energie aus menschlicher Bewegung, um kleine Elektrik anzutreiben.
Die Studie wurde veröffentlicht in ACS Nano .
Umwandlung mechanischer Energie in Elektrizität
Wandern oder alles, was Fernwanderungen erfordert, kann noch entmutigender werden, als es sein sollte, wenn Sie eine schwere Tasche in die Mischung aufnehmen. Wanderer, Soldaten und Schulkinder kennen die Last eines schweren Rucksacks, die kumulative Müdigkeit verursacht.Arbeitssparend und biomechanische Energiegewinnung scheint der richtige Weg zu sein, um mit solchen Problemen umzugehen, und dieses Forscherteam hat genau das getan.
Während triboelektrische Nanogeneratoren, bei denen es sich um kleine Geräte handelt, die mechanische Energie in Elektrizität umwandeln, zur Herstellung solcher Rucksäcke verwendet wurden, waren sie problematisch, da sie eine relativ geringe Ausgangsleistung hatten. Sie hatten auch keine Lastaufhellung oder Stoßdämpfung, was Zhong veranlassteLin Wang, Jia Cheng und Kollegen entwerfen einen besseren Prototyp.
Die Umwandlung von Elektrizität wurde erreicht mit 14 Prozent Effizienz dank der Bewegung zwischen dem Rahmen des Rucksacks und seiner Last. Die Forscher zeigten, dass dieser Prozess LEDs, eine elektrische Uhr und Leuchtstoffröhren mit Strom versorgen kann.
Um Arbeit zu sparen und Stöße zu absorbieren, sind in den lastabhängigen Rucksack zwei Elastomere integriert, die die gleichzeitige Bewegung der Last und des menschlichen Körpers entkoppeln. Mit diesem einzigartigen Design ermöglicht der Rucksack eine Reduzierung von 29 Prozent im vertikalen Schwanken der Last und 21 Prozent nach Angaben der Forscher in der vertikalen Kraft auf den Träger.
einmal Umwandlungseffizienz verbessert Die Forscher geben an, dass dieser Rucksack besonders für Sportler, Entdecker und Katastrophenretter von Vorteil sein könnte, die in abgelegenen Gebieten ohne Zugang zu Elektrizität arbeiten.