Nieuwe techniek kan elektronica opladen via stem

Via een nieuwe techniek wordt het in de toekomst wellicht mogelijk om apparaten zoals een mobiele telefoon op te laden via stemgeluid. Een prototype bleek in staat om een geluidsniveau van 100dB om te zetten in een spanning van 50 millivolt.

De Zuid-Koreaanse onderzoekers van de Sungkyunkwan-universiteit in Seoul lieten aan The Telegraph weten dat dit nog niet volstaat om bijvoorbeeld een telefoon van voldoende elektriciteit te voorzien, maar het gebruiken van andere materialen zou dit wel mogelijk moeten maken. Het huidige prototype zou al wel geschikt zijn om sensoren en implantaten van voldoende stroom te voorzien. De onderzoekers willen in de toekomst efficiëntere nanogeneratoren maken die hun energie uit geluid halen.

Volgens de onderzoekers kan het vergaren van geluidsenergie uit de omgeving ertoe leiden dat onder andere implantaten zichzelf van elektriciteit voorzien. Ook zouden geluidsisolerende muren bij snelwegen met deze techniek ingezet kunnen worden voor het opwekken van elektriciteit uit verkeersgeluid.

Uiteindelijk willen de onderzoekers met de ontwikkelde techniek ook voor elkaar krijgen dat mobiele telefoons worden opgeladen terwijl de gebruiker een telefoongesprek houdt. Daarnaast zou ook achtergrondgeluid bruikbaar zijn voor deze manier van opladen.

Bij de geluidsoplader zijn de twee elektroden omgeven met draden van zinkoxide. Daarbovenop is geluidsabsorberend materiaal geplaatst, zodat er trillingen ontstaan bij het opvangen van geluid. Hierbij wordt stroom gegenereerd waarmee een batterij kan worden opgeladen.

Het is niet het eerste initiatief waarbij omgevingsinvloeden worden gebruikt voor het opwekken van energie. Eerder ontwikkelden Singaporese onderzoekers een energiegenerator die gebruikmaakt van lichaamswarmte. Amerikaanse onderzoekers ontwikkelden een manier om energie op te wekken door nanovezels in kleding te verwerken, waardoor beweging elektriciteit opwekt.

Reacties (118)

[Sprite_tm]

Ik betwijfel of je er de batterij van je mobeltje bij mee gaat kunnen laden. Volgens Wikipedia zit er namelijk maar zo'n 0.001 W in luid spraakgeluid. Om de batterij van je mobieltje waar gemiddeld pak-em-beet 30Wh inkan volledig te laden zou je dus zo'n 3.4 jaar onafgebroken in je mobieltje moeten praten... en dat is uitgaande van een ideaal geluid-naar-energie-conversie-dinges die 100% omzet en een ideale batterijlader.

Die 50mV zegt trouwens niet heel erg veel over de output van die converter zolang we er niet ook een stroomsterkte bijzien.

[Reactie gewijzigd door Sprite_tm op 24 juli 2024 03:17]

[Verwijderd]

Het is wel interessant natuurlijk, als deze telefoon alle omgevingsgeluiden voldoende om kan zetten naar energie...komt er een vliegtuig over, even je telefoon richten, in een drukke stad laadt hij langzaam op, tijdens een concert of stadionbezoek, in de kroeg etc. overal waar maar een kakafonie aan geluiden aanwezig is, kan misschien cumulatief voor voldoende trillingsenergie zorgen, als men dit meeweegt en het toestel op deze manier geschikt maakt.

[jqv]

Ik vermoed dat jij alleen nog maar denkt aan het door mensen hoorbare geluid.

Er zouden "oplaadstations" kunnen komen die voor ons in ieder geval geen geluidsoverlast geeft.
Denk aan de geluiden van een vleermuis. Wij horen het niet, maar het blijven geluidsgolven...

Maar dan denk ik dat we snel de Partij voor de Dieren op de kast jagen....


ps. Eerste reactie van jou die ik vandaag omhoog gemod zie worden ;-)

[Gwannoes]

Lichtelijk offtopic, maar: 30Wh in een mobieltje's batterij? Mijn laptop heeft een ca 50Wh accu, en die's nogal wat groter. Ik zou zelf eerder 3Wh gokken...
Desalniettemin blijft het een niet-practische oplaadtijd.

[Sprite_tm]

Sorry, thinko, ik bedoelde ongeveer 3Wh. Betekent alsnog dat je 4 maand aan het schreeuwen bent.

[mux]

Het is al eerder gezegd, maar in geluid zit ontzettend weinig energie. 100dB geluidsdruk betekent maar ongeveer 10mW/m^2. Om een idee te geven van het nut:

Als je een tweebaans tweerichting autosnelweg hebt waar 100dB aan geluid wordt gegenereerd bij het geluidsscherm, en het geluidsscherm is 3 meter hoog, dan heb je per kilometer snelweg dus zo'n 6000 vierkante meter aan geluid-naar-elektriciteit-meuk. 100dB is een redelijke schatting voor het geluid langs een snelweg, dus laten we het daarop houden. De totale hoeveelheid vermogen die je terug kunt winnen hier is een schokkende.... 60W. Ter vergelijking, een typische auto verbruikt ongeveer 100kW aan benzinevermogen (10L benzine per uur). Op een (gemiddeld drukke) snelwegbaan zitten ongeveer 30 auto's per minuut per rijbaan, bij 4 rijbanen maakt 120 auto's per minuut. Deze auto's rijden ongeveer 120km/h, en doen dus 30 seconden over die kilometer. Hieruit geredeneerd bevinden zich de hele tijd 60 auto's op die kilometer snelweg, met 100kW benzinevermogen per stuk. Totaal 6MW aan benzinevermogen, waarvan 60W wordt teruggewonnen met een monsterlijke hoeveelheid van dat geluid-naar-elektriciteitspul.

0.001% dus. Nee, dit is absoluut geen geschikte toepassing om daadwerkelijk energie uit weggeluid te winnen. Zelfs als je alle auto's ombouwt naar straaljagers en 120dB bij de geluidsschermen krijgt kom je niet hoger uit dan 6kW, wat wederom een insignificante fractie van het vermogen op de weg is. Het heeft meer effect om elke dag één auto minder over de snelweg te laten rijden

Dit is niks anders dan een (vrij goedkope) publiciteitsstunt ofzo.

[Reactie gewijzigd door mux op 24 juli 2024 03:17]

[McBrown]

De techniek staat natuurlijk nog wel in zijn kinderschoenen... opzich niet zo raar als bedenkt dat geluid eigenlijk gewoon op een andere frequentie zit dan licht.

[mux]

Nee, wat ik zeg is dat zelfs bij 100% omzettingsefficiëntie het vermogen dat je uit geluid kan halen zo beperkt is, dat het oninteressant is. Zelfs bij een volledig uitontwikkelde, perfecte techniek, is het nutteloos.

[HollovVpo1nt]

Heeft weinig toekomst denk ik. Heb eens onderzoek gedaan naar stroom opwekken uit geluid in een tunnel, voor tunnelverlichting. Bij een redelijk drukke tunnel (snelweg) hadden we genoeg energie om een led lampje te laten branden

[Verwijderd]

Het is een begin nee?

[duifi]

Ze zeggen hier nou wel stem.
Maar in principe voldoet toch elk hoorbaar geluid hiervoor? of zit ik verkeerd?

[Verwijderd]

In weze kun je dit 'recycle' principe veel vaker toepassen natuurlijk, alleen twee dingen: 1) hoeveel concreet rendement levert dit echt op; 2) Hoe verhoudt dit rendement zich t.o.v. de materialen die je extra moet winnen+gebruiken, om dit mogelijk te maken?

Het 'perpetuum mobile' bestaat vooralsnog niet, dus wegen de baten op tegen de kosten (met name met het oog op zeldzame elementen die hiervoor wellicht benodigd zijn- winst en marketing gaan voor het behoud van onze aarde denk ik weleens, de meeste beschavingen zijn reeds hierdoor uitgestorven...)

[Rutix]

Ja daar dacht ik ook meteen aan. Stem geluid zijn namelijk ook gewoon trillingen dus dan zou het bijvoorbeeld ook met muziek moeten kunnen .

Leuk dat ze hier onderzoek maar 50 millivolt op 100dB is nog wel heel erg weinig . Hoop dat ze er snel meer uit kunnen halen.

[Ororo]

Dus ff een mp3tje lekker keihard spelen op je mobiel zodat hij oplaad ipv ontlaad

[Weyland]

Haha troll-science!

[Aham brahmasmi]

Goed voorbeeld van troll science. Een mp3 hard afspelen kost natuurlijk meer energie dan het zou opleveren.

[Blackbird-ce]

Wat nu als 1 iemand keihard een mp3tje afspeelt, en 100 man opladen op basis van dat ene geluid? </more troll-science>

[DaManiac]

Dat is geen troll-science, dat kan best.

Betekent alleen dat de energie die dat ene mobieltje gebruikt om af te spelen nog steeds meer is dan de energie die die 100 man samen aan energie opwekken

[Blackbird-ce]

Dat was mn punt: je kunt niet meer energie verkrijgen dan nodig was om het te maken (anders hadden we immers een perpetuum mobile kunnen creëren). Ook al zou je 1000 receivers neerzetten, de 1001 zal best nog wat extra opleveren: er gaat dus altijd wel iets van de originele energie verloren.

[C0rnelis]

Iets verderop wordt verkeersgeluid aangehaald, wat toch in een ander frequentiebereik zit voor zover ik weet. Misschien dat ze daar alleen nog geen prototype van hebben.

[omgwtfbbq]

100dB is toch nog een pittig geluid hoor. Hoewel de techniek interessant is, is het pas echt inzetbaar als het bij lager geluid net zoveel oplevert

[watercoolertje]

Lijkt mij wel, en het is nog minder irritant ook immers horen we lage geluiden minder goed dan hoge geluiden

Maar zoals al gezegd wordt, ik kijk hier niet van op, het is gewoon trilling die omgezet wordt, dat kon toch al lang alleen dan niet specifiek geluids-trillingen...

Enne 10mV, maar hoeveel Amp?

[Reactie gewijzigd door watercoolertje op 24 juli 2024 03:17]

[BRAINLESS01]

100db is meer dan je in het dagelijks leven hoort, dat is het geluid dat een kettingzaag maakt. Bij 100db heb je volgens mij ook al gehoorschade. Als je met 100db een moeilijk bereikbaar implantaat op kunt laden en vervolgens half doof bent schiet het nog niet echt op

[arjankoole]

jep, ik geloof dat je vanaf 75 - 80 dB en langer dan een half uur gehoorbeschadiging oploopt.

[frankivo]

misschien kun je er ook je gehoorapparaat mee opladen

[maan1234]

Gaan mensen nog harder schreeuwen in hun mobieltje 'want de batterij is bijna op'....

[Verwijderd]

Ik moet prompt aan dit denken

http://www.youtube.com/wa...1&list=PL4E1E6A8DBBE795B7

[Verwijderd]

Dus ze hebben de microfoon opnieuw uitgevonden? Die doet immer precies hetzelfde: geluid in electriciteit omzetten. dus dat dat kon wisten we allang.

[BeerenburgCola]

Het verschil is dat het ene gemaakt is voor precisie (correct niet misvorm geluid) dus het juiste geluid omzetten en het andere om alle geluidsenergie om te zetten.
Lijkt mij twee verschillende specs om iets te maken (kwaliteit vs kwantiteit).

[FRidh]

pak een simpel piezeelektrisch kristal en je kan dacht ik redelijk efficient hoogfrequent geluid omzetten in elektriciteit. Helaas is het vermogen van geluid dermate laag, dat iets als het opladen van je elektronica zoals een telefoon middels stemgeluid ongelooflijke onzin is.

[Verwijderd]

bij het opnemen van geluid betekend precisie toch ook juist dat je alles opneemt? Wel bij recording mics iig. Bij telefoon mics ligt dat natuurlijk wat anders.

feit blijft dat in geluid op zich gewoon heel weinig energie zit. Dus al maak je het ding nog zo efficient, je hebt er niks aan. Of toch heel weinig iig.

Toch zou ik me kunnen voorstellen dat als je enorme oppervlakken heel goedkoop geluid in electriciteit kan laten omzetten dit nog wel iets zou kunnen opleveren. Denk aan een wolkenkrabber waarbij de hele gevel voorzien wordt van dat spul. Op de lagere verdiepingen heb je herrie van de stad. Daarboven heb je wind die tegen de gevel blaast. Is wel niet direct geluid maar is wel lucht veeplaatsing en dus zou dat ook moeten werken lijkt me.

[Paul-G]

Alleen is het nog niet gebruikt om energie op te wekken om bijv. een batterij op te laden.

[Wafje]

een microfoon heeft zelf nog stroom nodig om te werken. Dit levert energie. je kan deze bvb in een microfoon plaatsen om de microfoon van energie te voorzien

[dwilmer]

Als je de beschikking hebt over een (super)saiyan, dan kan ik nog wel wat efficientere methoden bedenken dan dit prototype

Maar als isolatiemateriaal op (bijvoorbeeld) een geluidswal is dit qua concept wel ideaal, als het enigszins rendement op gaat brengen.
*rekent*
Aangenomen dat het verkeer 100dB produceert, de geluidswal 4 meter hoog is en aan beide zijden van elk stukje snelweg in Nederland (ongeveer 5000km) de geluidwal gaan bekleden met deze dingen, levert dat maximaal 400 megawatt op aan geluidsenergie. Vergelijking door WolframAlpha: 0.5 × output of a typical commercial single-unit coal power plant (~~ 800 MW ).
Met de N-wegen zou hier nog 500MW bovenop kunnen, maar dan alsnog is het geen haalbare kaart. Tenzij het verkeer veel meer dan 100dB produceert, maar ik vermoed dat het juist veel minder is. Helaas...

[DaManiac]

Ik weet niet hoe je aan die watten komt, want voor zover ik kan lezen in het artikel wordt er alleen vermeld dat er een spanning van 50mV wordt opgewekt.
De bijbehorende stroomsterkte wordt niet genoemd (en is waarschijnlijk in de orde van grootte van mA, hetgeen een vermogen zou opleveren in de orde van grootte van microWatt.

Het idee is prima, maar voordat dat rendabel is...
Dan zie ik toch meer toekomst in het eerdere nieuwsbericht dat er efficient elektriciteit kan worden gewonnen uit restwarmte.
nieuws: Onderzoekers werken aan thermo-elektriciteitsgenerators

[Reactie gewijzigd door DaManiac op 24 juli 2024 03:17]

[M.M]

Het zou mij niet verbazen als de opgewekte stroom in de grootte orde van uA zit.

[joopv]

Ik stel voor dat je iets dimt met je lompe opmerkingen.

Kijk even op
MRTNbos in 'nieuws: Nederlands bedrijf brengt inductiepads voor draadloos opladen uit'

[Aham brahmasmi]

Geweldig, het is alleen jammer dat er geen mensen als Goku of Vegeta zijn. Ik verwacht dat zij de aarde van een onuitputtende bron van energie kunnen voorzien.

Dat zijn geen mensen he, maar Saiyans of hoe je dat ook schrijft.

[Sir_Hendro]

Lekker je mobietje opladen met een kamehameha!

[shlammod]

Zou op zich wel weer mooi zijn op festivals. Hoef je ook niet een uur bij zo'n oplaadpunt te blijven staan. Telefoon mee naar optreden, foto's schieten en tegelijk je batterij opladen.
In het artikel staat namelijk niet dat het perse 100dB hoeft te zijn, maar dat bij 100dB er 50 mv opgewekt kan worden. Een optreden van ruim een uur zou dan toch wel een en andere moeten opleveren voor je batterij lijkt me.

[Jaco69]

50mV is niet genoeg om een batterij op te laden. Daar heb je toch wel 1,5V voor nodig dus je zult er zo'n 30 in serie moeten zetten. En dan weet je nog niet wat de geleverde stroom is. Als dat ook in de mA zit dan kan je een jaartje wachten voordat je batterij vol is.

[BeerenburgCola]

Dit kan wel m.b.v. "spannings-stapelaars".
Als je een laag voltage (DC) omzet in een (eveneens kleine) wisselspanning (AC), kun je m.b.v een simpel schemaatje deze spanning stapelen tot een hoger spannings niveau
Je laad dan m.b.v. diodes condensatoreren op en elke fase wordt de spanning 50mV hoger tot dat deze 1.5 volt is en je deze "ontlaad".

Hier een wiki linkje:
- http://en.wikipedia.org/wiki/Voltage_multiplier

[Verwijderd]

Je kan best de spanning verhogen, maar dat betekend niet dat de benodigde stroom geleverd kan worden! Anders zouden we allemaal onze televisies op batterijen kunnen draaien. (En in theorie kan dat ook, maar niet voor lang.)

[BeerenburgCola]

Klopt, maar bij het "opladen" kun je eerst het gewenste "vermogen" verzamelen, bijvoorbeeld in de condensatoren opslaan en dan "druppel" laden toepassen.
Je hoeft geen continue stroom te leveren, als je oplaad tijd maar lang genoeg is en je het apparaat dan niet gebruikt in de tussen tijd.

Je zegt het zelf: "En in theorie kan dat ook, maar niet voor lang."

Maar dit is inderdaad alleen maar theorie. In de praktijk wil je gewoon snel je spullen opladen.
Ik wilde gewoon reageren op de 50mV vs 1.5 Volt opmerking.

[Reactie gewijzigd door BeerenburgCola op 24 juli 2024 03:17]

[LooneyTunes]

Je laad dan m.b.v. diodes condensatoreren op en elke fase wordt de spanning 50mV hoger tot dat deze 1.5 volt is en je deze "ontlaad".

Hier een wiki linkje:
- http://en.wikipedia.org/wiki/Voltage_multiplier

Leuk voor hogere spanningen, maar je zit nog altijd met de doorlaatspanning van zo'n diode. En die kan aardig oplopen (tot wel enkele volts).

Wiki:

Doorlaatspanning

In een gebruikelijke halfgeleiderdiode die op silicium is gebaseerd, zal de spanning over een geleidende diode ongeveer 0,6 a 0,7 volt bedragen. Deze waarde is anders voor andere typen diodes. Bij zogenaamde Schottkydiodes en bij germaniumdiodes kan deze spanning waarden bereiken van 0,2 volt. Bij LED’s, die niet op silicium maar op gallium als halfgeleider zijn gebaseerd, kan deze spanning echter 1,4 tot 3,6 volt bedragen, de kleur van het uitgestraalde licht is afhankelijk van het gebruikte halfgeleidermateriaal

[BeerenburgCola]

Goed punt.
Ik vraag mij nu af hoe ze die kleine spanningen gebruiken om er iets nuttigs mee te doen.
Back to the drawing board.

Misschien zoals Jaco69 zegt, er een paar in serie schakelen. Als de elementen klein genoeg zijn kan dit: 4 x 50mV = 0.2 volt.

[Handgas]

Zou je in theorie met deze techniek geluidsoverlast kunnen oplossen?
Bijv. rond Schiphol allemaal van deze apparaten neerzetten die het geluid omzetten in stroom, en zodoende dus het geluid neutraliseren?

[jqv]

Nee het geluid wordt in de microfoon omgezet in trillingen.

Er zijn technieken bekend die een soort "tegengeluid" geven om zo andere geluiden op te heffen.
Daardoor onstaat gewoon een trillingsvrije omgeving en dat betekend stilte...

[Chromys]

Handgas heeft net een goed punt aangezien de trillingen die opgenomen worden door de (geluids)isolatielaag geneutraliseerd worden (lees: omgezet worden) en dus niet meer rond dwalen.

Ik vraag me dan ook af wat voor effect dit zal geven als 50000 man zijn gsm aan het opladen is tijdens een concert. Een deel van het geluid zal dan toch gedempt worden waardoor er minder geluid bij je oren terecht komt...

[InflatableMouse]

Uhm ... elke microfoon doet dit toch al?

Daar praat je in, een trilling word omgezet in een spanninkje ... hoe is dit anders dan?

[IIsnickerII]

een microfoon heeft zelf nog stroom nodig om te kunnen functioneren. en het is niet echt stroom maken. het is het digitaliseren van waarnemingen.

[LooneyTunes]

een microfoon heeft zelf nog stroom nodig om te kunnen functioneren. en het is niet echt stroom maken. het is het digitaliseren van waarnemingen.

Que?
Neem een speaker, sluit hem aan op de 'MIC' ingang van de versterker (PC, mengpaneel whatever) en schreeuw in de speaker.
Als je je versterker maar hard genoeg zet, hoor je jezelf.

Kortom: Permanente magneet en een spoel is het principe schema van een microfoon. (plaatje, Wiki)
je hebt ook nog electret microfoons (condensator microfoon), die hebben inderdaad een batterij nodig (ingebouwde versterker).