Современный мегаполис и днём, и ночью пронизан шумовыми колебаниями, энергия которых расходуется на сотрясание воздуха, при этом не неся никакой полезной нагрузки. До сих пор этот вездесущий гул рассматривался лишь как неизбежное зло – так сказать, побочный эффект техногенной эволюции. Но всё меняется! Сегодня учёные считают, что стук вагонных колес, гул автомагистралей, звуки полицейских сирен, строительный шум, топот ног и человеческие голоса – всё это можно и нужно обратить на благо человека, заставив его вырабатывать электроэнергию.

Небоскрёб для поглощения шума

Мы с сочувствием относимся к людям, живущим вблизи аэропортов, железнодорожных вокзалов, транспортных развязок, грузовых портов, а также мест, где ведутся строительные работы – ведь уровень шума в их жилищах, должно быть, просто невыносим! А вот будущие обитатели небоскрёба «Soundscraper», который пока что находится на стадии концепта, будут только рады избытку шума вокруг, поскольку это здание сможет вырабатывать энергию из звуковых вибраций.

Проект «Soundscraper», представленный на конкурсе небоскребов «eVolo 2013», подразумевает строительство небоскреба, покрытого десятками тысяч особых «ресничек», каждая из которых будет служить улавливателем звука. Собранная таким образом кинетическая энергия будет превращаться в электричество, обеспечивая, как минимум, нужды самого здания. Авторы проекта просчитали, что одно такое сооружение может выработать до 150 МВт/год.

«Зелёный шум» аэропортов

Дизайнер Хьёнг-Юэй Джоу (Hung-Uei Jou) создал устройство «Green Noise», способное превращать децибелы шума в ватты. Гаджет имеет вид динамика и оснащен треногой для устойчивости и мобильности. Основным местом его применения автор задумывал аэропорт, где каждый взлетающий самолет производит шум уровнем порядка 140 децибел, что эквивалентно 240 КВт мощности. Таким образом нетрудно посчитать, какое количество электроэнергии можно генерировать при средней загруженности аэропорта от 300 до 500 самолетов в день!

Система «Sonea Energy Absorbing», хотя и была разработана для тех же целей, в целом более универсальна. Она состоит из неограниченного количества поглощающих элементов весом 7 килограмм при размерах 450 X 450 X 80 миллиметров. Каждый такой элемент способен генерировать до 30 Ватт мощности, а для более высоких показателей элементы могут собираться в системы различных конфигураций. Они могут быть как плоскими, для размещения на стенах зданий, так и объёмными, при этом оставаясь достаточно компактными. Это делает возможной их установку внутри зданий с высоким уровнем шума.

Простая подзарядка для гаджетов

Исследования показывают, что крупный город может издавать шум, равный 70-100 децибелам. Так почему бы не использовать его для пользы этого самого населенного пункта? Южнокорейские нанотехнологи под руководством Сан-Ву Кима (Sang-Woo Kim) работают над системой, позволяющей подзаряжать мобильный телефон от уличного шума, проигрывания музыки или просто человеческой речи.

По словам Кима, главное в начинке их элемента, - тонкие нити оксида цинка, помещенные между парой электродов. Нити эти концами крепятся к вибрирующей от звука мембране и то сгибаются, то разгибаются снова. Это движение и дает необходимую для генератора энергию. Производительности подобных систем пока недостаточно для практического использования, однако учёные обещают существенно повысить её за счёт использования более эффективных наноразмерных генераторов.

Получение водорода

Учёные из университета Висконсина-Мэдисона разработали технологию, которая поможет создать генераторы экологически чистого водорода – главного альтернативного топлива будущего. Учёные экспериментировали с нанокристаллами на основе оксида цинка, которые демонстрируют пьезоэлектрический эффект под воздействием высокочастотной вибрации. Будучи погружённым в жидкость, кристалл генерирует пьезоэлектричество и способен осуществлять электролиз воды с выделением водорода.

Экспериментируя с размером кристаллов, ученые смогли повысить КПД этого процесса до 18%. Этот результат выглядит многообещающим, поскольку у обычных пьезоэлектрических материалов КПД не превышает 10%. Если новую разработку американцев поместить возле оживлённого шоссе, то он сможет генерировать водород прямо на автозаправке. Кроме того, «сгодятся» любые другие источники вибрации – например, железнодорожные рельсы или морской прибой. Потенциал просто огромный!