Волонтёры Гринписа побывали на одном из Филиппинских островов, где столкнулись с полным отсутствием электроэнергии. Их технологический шок сменился озарением прогрессоров и пробудил коммерческий интерес. Теперь стартап SALt предлагает выпускать для местных жителей светодиодные источники света и портативные зарядки, работающие на солёной воде.
Остров Лусон – самый крупный в Филиппинском архипелаге. Это остров контрастов, на котором развитые города, столица Манила и промышленный центр Кесон, соседствуют с примитивными поселениями без малейшего намёка на блага цивилизации. Больше всего их сосредоточено в северной и северо-западной части острова – в районе горной системы Центральная Кордильера. Именно туда и направились волонтёры Greenpeace.
Когда корабль со всеми удобствами остался позади, начались первые проблемы. Среди красот первозданной природы совершенно негде было зарядить смартфон и цифровую фототехнику. Вскоре погасли мощные светодиодные фонарики и замолчали радиоприёмники. Портативные аккумуляторы быстро иссякли, а солнечной батарейки на все нужды не хватало.
Добравшись до поселения, волонтёры огорчились ещё больше. С наступлением темноты жизнь в нём замирала до утра. Лишь немногие владельцы керосиновых ламп продолжали что-то делать ночами при тусклом свете фитиля. Выданная путникам керосинка быстро потухла, а купить для неё топливо можно было только в далёком посёлке. Если для филиппинцев путь в пятьдесят километров – привычная прогулка, то энтузиазма гринписовцев на неё не хватило.
Лень – один из двигателей прогресса. Волонтёрам надо было найти способ соорудить источник тока на месте и передать его местным жителям, как Прометей когда-то принёс людям огонь. Из школьного курса мы помним о незавидной участи мифического героя, а также о способности разных металлов создавать гальваническую пару. Особенно хорошо это получается у них в растворе электролита, простейшим вариантом которого служит морская вода, в которой у филиппинцев недостатка не было.
Каким именно будет напряжение у самодельного источника, можно понять из электрохимического ряда активности металлов. Чем дальше в нём расположены друг относительно друга материалы электродов, тем больше будет создаваемая ими разность потенциалов. Например, стоящий в крайней левой позиции литий обладает стандартным потенциалом -3,04 В. Именно поэтому литиевые источники тока получили такое широкое распространение, несмотря на высокую себестоимость.
Сложнее найти металл с выраженным положительным потенциалом. Значения выше +0,8 В встречаются только у ртути и металлов платиновой группы, а до них идут радиоактивные или редкие элементы. Использовать их неоправданно технически или экономически, поэтому в качестве положительного электрода чаще всего используют медь с потенциалом +0,34 В.
В то же время, гальваническую пару необязательно создавать между чистыми металлами. Самый распространённый и дешёвый в производстве вариант – марганцево-цинковый элемент питания с катодом из смеси пиролюзит-графит и напряжением полтора вольта. Это слишком мало даже для питания светодиода без повышающего трансформатора, но большие значения напряжения легко получить последовательным соединением нескольких гальванических пар в батарею.
Если не брать во внимание древние артефакты неизвестного назначения (вроде Селевкийских ваз), то одним из первых это сделал итальянский физик Алессандро Вольта. В 1800 году он представил первую батарею, в которой медные и цинковые диски были уложены стопкой. Спустя три года русский физик Василий Петров сделал самый большой в мире «вольтов столб» – мега-батарейку с напряжением в 2,5 киловольта.
Перед волонтёрами Greenpeace стояла куда более простая задача – получить на выходе три вольта для питания светодиода и пять вольт для зарядки смартфона (предмет первой необходимости среди туземцев). Разработка батареи на солёной воде заняла четыре года, из которых большая часть времени ушла на поиски инвесторов. Полученный результат трудно назвать впечатляющим.
На снимках в обзорах мы видим два прототипа, отличающиеся цветом и схемотехникой. Белый выступает в роли светодиодного кемпингового фонарика, а чёрный даже худо-бедно заряжает смартфон. Удивляют их размеры. Источник постоянного тока SALt (Sustainable Alternative Lighting) как раз получился габаритами с керосиновую лампу – даже ручка для переноски или подвешивания похожа.
В ёмкость снизу заливается один-два стакана морской воды, или пресная вода с парой ложек соли. Сверху под кожухом из белого полупрозрачного пластика расположены электродные пары и нехитрая электроника (резисторы, светодиоды, опциональный вывод USB-порта и, хочется верить, стабилитрон). Схема и характеристики устройства до сих пор не указываются производителем. Заявлено лишь, что от пары стаканов морской воды светильник проработает до восьми часов.
По расчётам производителя каждый источник SALt прослужит полгода, после чего потребуется заменить анод. Керосинка типа «Летучая мышь» сожжёт за это время около 28 литров керосина и несколько метров фитиля, если будет гореть также по восемь часов в сутки. Казалось бы, выгода налицо, да и безопасность выше, вот только кто будет обслуживать светодиодные источники вдали от цивилизации? К тому же, у солевых элементов питания напряжение быстро падает – как под нагрузкой, так и по мере эксплуатации.
Об идее прогрессорства много писали братья Стругацкие. В типичном сценарии группа людей попадает в технологически отсталый мир и загорается желанием улучшить местные условия жизни. Вот только вместе с новыми технологиями они приносят новые проблемы. Почему-то многие инновации приносят недолгую радость – как фальшивые ёлочные игрушки.
Примерно так же сейчас получается и у молодой компании SALt, которая пытается продавать свой вариант солевой батарейки-переростка под видом заботы о нуждающихся. Первую партию из шестисот источников планируют отправить на острова бесплатно, но последующие уже не предлагаются в рамках гуманитарной миссии. Они будут именно продаваться как серийный продукт. Сценарий выхода на рынок тоже выбран классический: PR-акции с акцентом на развитие отсталых регионов и заботу об окружающей среде, раунды финансирования от «зелёных» инвесторов, краудфандинговый сбор средств и определение ценовой политики после выпуска опытной партии.
По данным SALt около 16 млн. филиппинцев не имеют постоянного доступа к электроэнергии. К ним добавляются десятки миллионов жителей с похожими условиями существования на других островах, в деревнях Африки и северных регионов Индии. Это приличная целевая аудитория даже для разового заказа. Вдобавок, как минимум два-три раза в год местным жителям придётся менять электроды, которые им тоже будут предлагать «по умеренным ценам».