Mulighetene til å lade mobiltelefoner eller andre mobile enheter er ofte begrensede når man er ute i naturen. Dette ønsker forskere ved University of Wisconsin–Madison, samt spinoff-selskapet InStep NanoPower å løse ved hjelp av noen nye «skosåler» som kan ta vare på mye av energien fra hvert skritt vi tar.
– Menneskelig gangen overfører mye energi, sier Tom Krupenkin, professor i mekanikk ved UW-Madison, i en pressemelding.
– Teoretiske estimater viser at gange kan produsere opptil 10 watt per sko, og den energien sløses bare som varme. 20 watt totalt fra gange er ikke lite, spesielt sammenlignet med effektbehovene til de fleste moderne, mobile enheter.
Ifølge Krupenkin og kollegaen J. Ashley Taylor, bruker typiske smartmobiler mindre enn to watt.
Frekvensavhengig
Løsningen forskerne har utviklet tar i bruk et fenomen som kalles for «reverse electrowetting». I løsningen hvor en ledende væske med en nanofilm-dekket overflate, blir den mekaniske energien direkte konvertert til elektrisk energi.
Problemet med denne metoden er at den krever en energikilde med ganske høy frekvens – for eksempel noe som vibrerer eller roterer, noe som i liten grad preger vanlig gange.
Bobler
Derfor har forskerne utviklet enhet som de kaller for en bobler. Gjennom små hull i denne enheten skapes det gassbobler som stadig vokser og kollapser.
– Den høye frekvensen man behøver for effektiv energikonvertering kommer ikke fra den mekaniske energikilden, den er en intern egenskap ved denne bobler-tilnærmingen, sier Krupenkin.
Skrittenergien som kan nyttiggjøres avhenger blant annet av overflaten. Krupenkin forteller at enheten som fungerer som konseptbevis for teknologien, genererer omtrent 10 watt per kvadratmeter i foreløpig eksperimenter, men teoretiske estimater skal vise at så mye som 10 kilowatt per kvadratmeter kan være mulig.
En artikkel om bobleren ble publisert i Nature i november i fjor.
Prototype
En prototype som kan sees på nettstedet til InStep NanoPower, er en sko hvor energihøsteren er integrert i sålen, sammen med blant annet en GPS-mottaker, en temperatursensor og en Bluetooth-modul. Hver sko leverer elektrisk strøm med 9 volts spenning og strømstyrke på maksimalt 1,5 ampere.
Skoen har også et batteri som kan lagre 4 watt-timer med energi. Strømforsyningen skjer via en integrert USB-kontakt.
I tillegg til sivil bruk, mener forskerne at energigenererende sko kan være spesielt nyttige til militære formål. Selv om skoene nok også veier litt, kan de redusere mengden av batterier som soldater må bære i felten for å kunne bruke utstyrt som radioer, GPS-mottakere og lysforsterkende briller.
