Microgrids portàtils: alimentades per la suor

• autor:
• nom de l'autor

  Previsió de Quantumrun
• Gener 4, 2023

Resum d'informació

Les aplicacions tecnològiques portàtils inclouen el control de la salut humana, la robòtica, la interfície home-màquina i molt més. El progrés d'aquestes aplicacions ha donat lloc a un augment de la investigació sobre wearables que poden alimentar-se per si mateixos sense dispositius addicionals.

Context de microxarxes portàtils

Els investigadors estan explorant com els dispositius portàtils poden beneficiar-se d'una microxarxa personalitzada d'energia de la suor per ampliar les seves capacitats. Una microxarxa portàtil és una col·lecció de components d'emmagatzematge i recol·lecció d'energia que permeten que l'electrònica funcioni de manera independent de les bateries. La microxarxa personal està controlada per un sistema de detecció, visualització, transferència de dades i gestió d'interfícies. El concepte de la microxarxa portàtil es va derivar de la versió "mode illa". Aquesta microxarxa aïllada comprèn una petita xarxa d'unitats de generació d'energia, sistemes de control jeràrquic i càrregues que poden funcionar independentment de la xarxa elèctrica primària.

Quan desenvolupen microxarxes portàtils, els investigadors han de tenir en compte la potència nominal i el tipus d'aplicació. La mida de la recollida d'energia es basarà en la quantitat de potència que requereix l'aplicació. Per exemple, els implants mèdics tenen una mida i un espai limitats perquè requereixen bateries grans. Tanmateix, utilitzant la potència de la suor, els implants tindrien el potencial de ser més petits i més versàtils.

Impacte disruptiu

L'any 2022, un equip de nanoenginyers de la Universitat de San Diego, Califòrnia, va crear una "microxarxa portàtil" que emmagatzema energia de la suor i el moviment, proporcionant energia per a petits aparells electrònics. El dispositiu inclou piles de biocombustible, generadors triboelèctrics (nanogeneradors) i supercondensadors. Totes les peces són flexibles i es poden rentar a màquina, per la qual cosa és ideal per a una samarreta. 

El grup va identificar per primera vegada els dispositius de recol·lecció de suor l'any 2013, però des de llavors la tecnologia s'ha fet més potent per adaptar-se a petits dispositius electrònics. La microxarxa podria mantenir un rellotge de polsera LCD (pantalla de cristall líquid) en funcionament durant 30 minuts durant una carrera de 10 minuts i una sessió de descans de 20 minuts. A diferència dels generadors triboelèctrics, que proporcionen electricitat abans que l'usuari es pugui moure, les cèl·lules de biocombustible s'activen per la suor.

Totes les peces estan cosides en una camisa i connectades per filferros de plata prims i flexibles impresos a la tela i recoberts per aïllar-los amb material impermeable. Si la samarreta no es renta amb detergent, els components no es descompondran en doblegar, plegar, arrugar o remullar repetidament amb aigua.

Les piles de biocombustible es troben a l'interior de la samarreta i recullen energia de la suor. Mentrestant, els generadors triboelèctrics es col·loquen a prop de la cintura i els costats del tors per convertir el moviment en electricitat. Tots dos components capturen energia mentre l'usuari camina o corre, després dels quals els supercondensadors a l'exterior de la samarreta emmagatzemen energia temporalment per proporcionar energia als petits aparells electrònics. Els investigadors estan interessats a provar més futurs dissenys per generar energia quan una persona està inactiva o estacionària, com ara asseure's dins d'una oficina.

Aplicacions de microgrids portàtils

Algunes aplicacions de les microxarxes portàtils poden incloure: 

• Els rellotges intel·ligents i els auriculars Bluetooth es carreguen durant una sessió d'exercici, córrer o anar en bicicleta.
• Dispositius de vestir mèdics, com ara bioxips, alimentats pels moviments de l'usuari o la calor corporal.
• Roba de càrrega sense fil que emmagatzema energia després de portar-la. Aquest desenvolupament pot permetre que la roba transmeti energia a l'electrònica personal com ara telèfons intel·ligents i tauletes.
• Menys emissions de carboni i menor consum d'energia, ja que les persones poden carregar els seus aparells simultàniament mentre els utilitzen.
• Augment de la investigació sobre altres factors de forma potencials de microgrids portàtils, com ara sabates, roba i altres accessoris com les polseres.

Preguntes a tenir en compte

• De quina altra manera pot una font d'energia portàtil millorar les tecnologies i les aplicacions?
• Com us pot ajudar un dispositiu així en la vostra feina i en les vostres tasques diàries?