Forskare har kombinerat principen om drift av bärbara batterier och apparater för att få energi från miljön och, för att eliminera nackdelarna med båda metoderna, gjort att robotbilen rör sig utan hjälp och många gånger mer effektivt.
University of Pennsylvania School of Engineering and Applied Sciences har skapat en unik robotbil. Enheten laddas på grund av förstörelse av kemiska bindningar i metaller, som den producerar på egen hand och "äter" under "såsen" av en polymerhydrogel. En studie som kombinerar två grundläggande principer för laddning av elektriska apparater publiceras i ACS Energy Letters.
Mobila elektriska enheter drivs med bärbara batterier eller enheter som omvandlar miljöenergi till elektricitet.
En uppenbar och oundviklig nackdel med batterier är att deras resurs begränsas av deras fysiska storlek. Effekt som är tillräcklig för att använda elektriska apparater kan erhållas genom att öka batteriets volym och massa. Emellertid kommer den mesta av den lagrade energin att användas på att flytta själva batteriet. För miniatyrrobotar är batteriet helt klart inte en favorit.
Om du använder en naturlig energikonverterare, till exempel en solpanel, går olyckan med bärförmågan smidigt in i solnedgången. Men det lösta problemet kommer omedelbart att ersättas av nya: otillräcklig kraft och liten omvandlingshastighet. Paret kommer att bli pinsamt förbundna med de begränsade driftsförhållandena för omvandlaren: det kommer att vara lite förnuftigt från samma solpanel i molnigt väder.
I den nya utvecklingen har forskare använt den välkända principen att få energi genom att förstöra kemiska bindningar och bilda nya. Något liknande händer vid redoxreaktioner i litiumjonbatterier. Skillnaden är att källan till elektroner var en metallyta som elbilen rörde sig på.
Den inbyggda katoden, som en myresnäsa, "sonderade" ytan på jakt efter "mat" - elektroner. Det ledande mediet, elektrolyten, var en hydrogel tillverkad av polymerkedjor, med vilken elbilen generöst smörjade sin väg. Under experimentet täcktes metallytan med en mikrostrost. Men effekten som uppnåddes var tio gånger den för en solpanel och 13 gånger den för ett litiumjonbatteri.
Såsom tänkt av utvecklarna kommer sådana elektriska robotar i framtiden att kunna självständigt utvinna metallmat från miljön och till fullo förse sig med energi.
Kampanjvideo:
Elena Lee
