Může křik vyděšených dětí posloužit jako zdroj energie? Ten nápad je tak náležitě trhlý, že se dokonce dočkal i animovaného zpracování. Hlavní zápletku filmu Příšerky s.r.o. – šel do kin v roce 2001 – si takhle možná ještě pamatujete. Film to byl úspěšný, hezkých pár milionů dětí (a dospělých) ho vidělo. A některé z nich inspiroval i k něčemu jinému, než k hledání bubáků pod postelí a ve skříni.
Třeba takové Gyeongyun Lily Min ze střední školy Lake Charles v Louisianě dopomohl k ceně za studentský výzkum, slušnému grantu a dost možná k budoucí kariéře. Jak to? Slečna se filmem inspirovala, a navrhla projekt „výroby“ elektrické energie s pomocí hluku. Přičemž by nebylo třeba hluk nějak zásadním způsobem produkovat, ale jen sklízet tam, kde už je hojně přítomný.
Ten koncept lidstvu není ve svém principu neznámý. Známe ho jako piezoelektrický jev.
)
Některé materiály v prostředí totiž produkují relativně velké množství mechanické energie, v podobě vibrací nebo nárazů. A tato energie je z velké části promarněna. Pomocí piezoelektrického jevu je však možné tuto kinetickou energii přeměnit na energii elektrickou. Piezoelektřina je, zjednodušeně řečeno, produkce elektrického náboje v reakci na přirozený nebo uměle působící tlak.
Teď ještě jak si to představit.
Velmi názorný příklad takového počinu v praxi vznikl například v roce 2008 (a běžel zde po celý rok) ve stanici japonského metra Shibuya v Tokiu.
)
Kam kráčíš, člověče?
Proč právě tam? Jednak proto, že v Japonsku jsou koumáci, a taky proto, že tahle stanice metra patřila a patří mezi ty nejfrekventovanější na světě. Denně tudy projde 2,4 milionu lidí. A právě na ně čekala při vstupu na nástupiště na podlaze instalovaná malá podložka – silná tři centimetry, pokrývající plochu 90 centimetrů čtverečních – tedy ne větší a výraznější než třeba rohož.
K čemu byla dobrá? K tomu, že když na ni někdo šlápl – což se v tlačenici rušné stanice dělo opravdu často – vyprodukovala na bázi toho piezoelektrického jevu něco mezi 0,1 až 0,3 wattů elektřiny. A máte naprostou pravdu v tom, to žádná velká produkce není. Ale ona to byla jen jedna jediná taková rohož, a denně na ní šláplo milion nohou. Tahle aplikace podmíněného mechanického stresu tak dokázala vyprodukovat dost energie na to, aby svítila jedna lampa a displej.
)
Je ale docela snadné představit si, jak by to mohlo vypadat, kdyby byl na takovém nástupišti celý perón pokrytý podobnými rohožemi. Taková stanice by asi dokázala jen pravidelným pohybem lidí osvítit celý svůj interiér, a všechny displeje, cedule. Jistě, v době super-efektivních obrazovek a úsporných LED žárovek to taková pecka není, ale je přinejmenším potěšující, že by k tomu mohlo vlastně dojít „jen tak“, na bázi onoho piezoelektrického jevu.
Ale zpátky k americké středoškolačce.
Ta tenhle nápad „posunula“ na další úroveň tím, že navrhla koncept, který by na podobném principu dokázal sklízet energii ze sportovních arén, stadionů a velkých halových sportovišť. Míst, které jsou – alespoň tedy v době samotných sportovních utkání – hodně hlučným prostředím. Míra hluku se v nich v průměru pohybuje od 70 do 110 decibelů.
Malý velký stadion
Gyeongyun Lily Min na to šla přes strukturovaný miniaturní model arény, který se vešel na školní stůl, nahrávky hlasitého hlukového pozadí a piezoelektrický princip (který zužitkovala třemi různými metodami). Když to zkrátíme, dokázala jimi při hluku 100 decibelů generovat 44,9 milivoltů, potažmo při hluku 70 decibelů 38,6 milivoltů. Což je úsměvné.
Ale pokud by se ten samý princip aplikoval na něco o rozměrech opravdu natřískaného stadionu, bylo by možné generovat tím tolik elektřiny, že by stačilo k pokrytí poptávky 150 domácností. Alespoň tedy do doby, než by se aréna s fanoušky zase vyprázdnila.
)
Šikovná studentka odešla s cenou za zajímavý experiment, který mile doplnila odměna a motivace k pokračování ve výzkumu. Otázky samozřejmě zůstaly.
Nejen sportovní arény – ale třeba i rušné dálnice, ranveje letišť, haly oceláren, průmyslové drtiče odpadků – jsou skoro konstantním zdrojem hlukových vibrací.
Které v principu není zase tak těžké „sklízet“ a zhodnocovat do podoby energie. Přínos téhle výroby přitom tkví v tom, že ona energie je vlastně volně dostupná – hluk by tam byl stejně, miliony lidí by tam procházeli každý den i tak – a je vlastně škoda ten potenciál nějak nezužitkovat.
)
V době, kdy nás tolik trápí, že 60 procent globální výroby elektřiny stojí na fosilních palivech – a hledáme řešení přes solární panely a větrníky na kopcích – je až nehospodárné minout tenhle nápad. Nejen křik malých dětí v animovaném filmu, ale i ryk fanoušků na sportovním utkání, se dá zužitkovat jako čistý zdroj energie.
Zdroj: smithsonianmag.com, Reuters.com, goodnewsnetwork.com, Wired.com
