Главная проблема большинства агродронов сегодня — короткое время полёта. Обычно беспилотники на аккумуляторах могут работать в воздухе всего 30–40 минут, после чего их приходится возвращать на землю для замены или зарядки батареи. Учёные из Алтайского государственного аграрного университета предложили технологию, которая может решить эту проблему.
Суть технологии в том, что специальная батарея преобразует тепловую энергию в электрическую. Ключевой элемент разработки — графитовый сердечник. Когда на него воздействуют электромагнитные волны, он нагревается. Встроенные термопары превращают это тепло в электрический ток.
Как объяснил профессор Виктор Иванайский, принцип можно увидеть даже на простом эксперименте. Если нагреть небольшой прототип с графитовым сердечником обычной зажигалкой, показатели на мультиметре начинают расти.
В лаборатории учёные повторяют этот опыт уже с индукционным нагревателем российского производства. После поднесения батареи заряд начинает увеличиваться ещё быстрее.
Исследователи подчёркивают, что такая технология позволяет подпитывать аккумулятор без возвращения дрона на землю. Причём источником энергии может быть не только специальный излучатель. По словам учёных, батарея способна получать энергию практически от любого тепла.
Например, беспилотник сможет зависать над линиями электропередач, теплотрассами или трубами промышленных предприятий и таким образом пополнять заряд. Кроме того, учёные рассматривают возможность зарядки с помощью лазера в инфракрасном диапазоне.
Работа над технологией началась во многом случайно. Виктор Иванайский давно занимается исследованиями высокочастотных электромагнитных волн. Во время ремонта в лаборатории доступ к оборудованию оказался ограничен, и вместе с Алексеем Ишковым он начал проводить эксперименты с индукционным нагревателем.
Учёные подбирали материал, который не просто нагревается, а способен передавать тепло дальше и преобразовывать его в электричество. Обычные литиевые аккумуляторы для таких задач не подошли, а графит, по словам исследователей, оказался практически идеальным вариантом. Разработчики утверждают, что новая батарея может удерживать заряд до трёх суток.
Ещё одна особенность — устойчивость к холоду. В отличие от стандартных литиевых аккумуляторов, эффективность такой системы на морозе не падает, а зимой показатели могут быть даже лучше, чем летом.
На технологию уже получен патент. Однако сами учёные подчёркивают: пока речь идёт именно о технологии, а не о готовом серийном устройстве. Для полноценного внедрения ещё предстоит создать компактные направленные излучатели и наладить выпуск самих графитовых батарей для беспилотников.