Стук вагонов вырабатывает энергию

30.11.2012

Инженеры из Стоунбрукского университета получили национальную премию за инновационную разработку устройства по использованию энергии вибрации от железных дорог. Благодаря этому можно сэкономить миллионы долларов в год и одновременно снизить выброс двуокиси углерода в окружающую среду. Работа команды разработчиков была отмечена на ежегодной научной конференции, состоявшейся в Вашингтоне 7-8 ноября 2012 года.

Команда из Стоунбрука под руководством профессора Лей Цзао и двух аспирантов Дэн Лина и Джон Ванга с кафедры машиностроения Научно-технического Центра энергетических исследований, разработали новый способ преобразования нерегулярных, хаотичных колебаний железнодорожных путей в момент прохождения поезда в упорядоченные, регулярные и однонаправленные. Это подобно тому, как электрический выпрямитель преобразует переменный ток в постоянный. Суть работы этого прибора очень проста: вибрация улавливается качающимися вверх-вниз качелями, они раскручивают шестерню, которая вращает вал небольшого генератора строго в одном направлении. Так осуществляется преобразование хаотичных колебаний в периодические. Полученной энергии хватает для управления всевозможными низковольтными датчиками и переключателями.

Профессор Цзао считает, что это изобретение поможет сэкономить более 10 миллионов долларов на расходы по электроснабжению железных дорог только в одном штате Нью-Йорк, наряду с сокращением выброса в атмосферу 3000 тонн CO2 в год.

"В США самая длинная сеть железнодорожных путей в мире, около 140700 км, которые зачастую находятся в отдаленных от городских центров районах. И очень важно, чтобы везде осуществлялось управление так называемой сигнальной сетью, входящей в электрическую инфраструктуру современной железной дороги. Это и светофоры, и всевозможные сигнальные огни, автоматические стрелки и датчики контроля движения, - говорит профессор Цзао. - Наше изобретение поможет получать до 200 ватт электроэнергии от одного проходящего поезда".

Современные виды транспорта обеспечивают потребности человечества в быстром передвижении людей и грузов на различные расстояния. Но при нынешнем уровне развития техники транспорт не является экономичным - теряется значительная часть используемой энергии. За счет всевозможных вибраций, тряски, ускорений, торможений и т.д. энергия безвозвратно рассеивается в окружающую среду. Ученые уже давно пытались найти ей применение, но устройства получались сложными и недешевыми. И вот сегодня при помощи нового устройства эту механическую энергию можно с успехом превращать в электрическую.

Команда Профессора Цзао работает над преобразованием энергии вибрации в электрическую последние несколько лет. Они предполагают использовать энергию колебаний от самых различных источников, включая поезда, автомобили и океанские волны.

<< Назад: Человеческие ткани можно напечатать 01.12.2012

>> Вперед: Водяная планета 30.11.2012

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Атомный секрет вечного блеска золота 20.06.2026

Золото издавна считается символом вечности и благородства не только из-за своей редкости, но и благодаря удивительной химической стойкости. В отличие от большинства металлов, оно не окисляется на воздухе, не тускнеет и не покрывается ржавчиной даже спустя тысячелетия. Эта уникальная инертность позволила золотым артефактам сохранять первозданный блеск с древних времен. Однако точный механизм такой защиты долго оставался загадкой для ученых. Недавнее исследование американских химиков-вычислителей раскрыло, что дело не просто в слабом взаимодействии с кислородом, а в особой атомной структуре поверхности металла. Сотрудники Тулейнского университета Санту Бисвас и Мэтью М. Монтемор провели детальное компьютерное моделирование, чтобы понять, как молекулы кислорода взаимодействуют с поверхностью золота. Ученые сравнили два основных типа атомных структур: "реконструированные" и "нереконструированные" поверхности. Было доказано, что природная способность золота к перестройке атомов играет кл ...>>

Смарфон Realme 16T 5G 20.06.2026

В сегменте доступных смартфонов с акцентом на длительную работу без подзарядки компания Realme представила интересную новинку - модель Realme 16T 5G. Главным преимуществом устройства стала по-настоящему впечатляющая батарея емкостью 8000 мАч, которая способна обеспечить до трех дней автономной работы при умеренном использовании. При этом инженерам удалось сохранить относительно компактный корпус толщиной менее 9 мм и вес всего 224 грамма, что делает смартфон удобным для повседневного ношения несмотря на внушительный аккумулятор. Смартфон оснащен большим 6,8-дюймовым LCD-дисплеем с высокой частотой обновления 144 Гц и пиковой яркостью до 1200 нит. Такое сочетание обеспечивает плавную картинку в динамичных сценах и комфортное восприятие контента даже под прямыми солнечными лучами. За производительность отвечает энергоэффективный процессор MediaTek Dimensity 6300, дополненный оперативной памятью LPDDR4X и накопителем UFS 2.2. Для эффективного отвода тепла во время продолжительных нагру ...>>

Проблема набора веса после 40 19.06.2026

С возрастом многие люди замечают, что поддерживать привычный вес становится все сложнее, даже если рацион и уровень активности существенно не меняются. Ученые из Каролинского института в Швеции раскрыли одну из ключевых биологических причин этого явления. Они показали, что с годами в жировой ткани замедляется процесс обновления липидов, из-за чего организм постепенно накапливает жир. Это естественное возрастное изменение объясняет, почему после 40 лет тело начинает "работать" иначе, способствуя набору веса. В долгосрочном исследовании специалисты наблюдали за жировой тканью 54 мужчин и женщин на протяжении в среднем 13 лет. Независимо от того, набирали участники вес или, наоборот, худели, у всех без исключения скорость липидного обмена в жировых клетках заметно снижалась. Жир в клетках обновляется все медленнее, и этот процесс происходит автоматически с течением времени. Те, кто не компенсировал замедление уменьшением калорийности питания, в среднем набирали около 20% от исходного в ...>>

Носимый ультразвуковой пластырь UPatch для мониторинга беременности 19.06.2026

Беременность - один из самых ответственных периодов в жизни женщины, когда выявление любых отклонений может сыграть решающую роль в здоровье матери и ребенка. Современные методы мониторинга, такие как периодическое ультразвуковое исследование и кардиотокография, имеют серьезные ограничения: они дают лишь кратковременные снимки состояния и часто сопровождаются ложными тревогами. Ученые предложили инновационное решение в виде носимого ультразвукового пластыря, который способен вести непрерывное наблюдение за плодом прямо в утробе матери. Эта технология, получившая название UPatch, открывает новые возможности для раннего обнаружения осложнений и более полного понимания развития ребенка. Разработка UPatch представляет собой первый в своем роде мягкий носимый ультразвуковой датчик, способный в реальном времени фиксировать анатомические структуры плода, кровоток в сосудах и работу пуповины. Устройство компенсирует движения плода и слабые сигналы из глубоких тканей благодаря специальным ал ...>>

Планшет-бумбокс Lenovo Tab Plus Gen 2 18.06.2026

Компания Lenovo представила Tab Plus Gen 2 - обновленную версию популярной модели 2024 года. Новинка получила более крупный дисплей, усиленную аудиосистему и современное программное обеспечение, что делает ее привлекательным выбором для тех, кто любит смотреть видео, слушать музыку и работать в мобильном формате. Устройство сочетает в себе возможности планшета и портативной колонки, подчеркивая акцент на развлечениях. Одним из главных улучшений стал экран, диагональ которого выросла с 11,5 до 12,1 дюйма. Это LCD-панель с высоким разрешением 2560 х 1600 пикселей (2,5K), частотой обновления 120 Гц, поддержкой Dolby Vision и HDR10. В режиме высокой яркости дисплей способен достигать 800 нит, что обеспечивает комфортное восприятие контента даже в хорошо освещенных помещениях. Благодаря этим характеристикам изображение становится более детализированным и плавным. Особое внимание производитель уделил звуку. Аудиосистема планшета теперь включает девять динамиков JBL с поддержкой Dolby A ...>>

Случайная новость из Архива Новый генератор превращает парниковые газы в электричество 14.04.2026 Поиск технологий, способных одновременно снижать уровень загрязнения атмосферы и обеспечивать человечество энергией, становится одной из ключевых задач современной науки. В условиях роста выбросов парниковых газов исследователи все чаще обращаются к идее не просто улавливания вредных веществ, но и их полезного использования. Именно в этом направлении появилась новая разработка, предложенная учеными из Южной Кореи. Исследователи Университета Сонгюнгван создали устройство, которое способно генерировать электрический ток непосредственно в процессе улавливания парниковых газов. Руководителем проекта выступил Джи-Су Джанг, специалист в области возобновляемой энергетики, работавший совместно с коллегами из университетов Аджу и Чхунбук. Их цель заключалась в том, чтобы объединить процессы очистки атмосферы и производства энергии в одной системе. Разработанное устройство получило название генератора улавливания газа и электроэнергии, или GCEG. В отличие от традиционных технологий улавливания углерода, которые требуют значительных затрат энергии, новая система использует сам процесс поглощения газов как источник электричества. Иными словами, энергия, высвобождаемая при взаимодействии газов с материалами устройства, напрямую преобразуется в электрический ток. Принцип работы основан на асимметричной структуре, в которой сочетаются углеродные электроды и гидрогелевые материалы. Углеродные электроды служат проводниками, а гидрогель обеспечивает специфическую среду для химических и ионных процессов. Когда молекулы диоксида углерода или оксидов азота попадают на поверхность электрода, запускаются микроскопические реакции перераспределения заряда и движения ионов, что приводит к возникновению устойчивого электрического тока без необходимости во внешнем источнике питания. По словам Джи-Су Джанга, подобный подход меняет саму концепцию восприятия парниковых газов. Он отметил, что эти вещества можно рассматривать не только как загрязнители, требующие удаления, но и как потенциальный энергетический ресурс. Такой взгляд открывает возможность двойного эффекта: одновременно снижать уровень выбросов и получать полезную энергию. Актуальность подобных решений особенно высока на фоне глобальной экологической ситуации. В 2024 году суммарные выбросы парниковых газов достигли 58,6 гигатонны в эквиваленте диоксида углерода. Наибольший вклад в загрязнение атмосферы по-прежнему вносят Китай, США и Индия. Несмотря на подписание в 2015 году Парижского соглашения почти 200 странами, направленного на ограничение глобального потепления, темпы снижения выбросов остаются недостаточными для достижения поставленных климатических целей. Разработка ученых из Университета Сонгюнгван рассматривается как основа для формирования нового класса автономных энергетических систем. В заключении исследователи подчеркивают, что объединение улавливания газов и генерации электроэнергии в единой платформе может обеспечить масштабируемый и энергоэффективный путь к сокращению выбросов и достижению углеродной нейтральности. В перспективе технология GCEG может найти применение в создании автономных датчиков качества воздуха, работающих без традиционных батарей. Кроме того, она может быть использована для питания устройств Интернета вещей (IoT), особенно в удаленных районах или в условиях ограниченного энергоснабжения, где доступ к стабильным источникам энергии затруднен.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2026