Bærbare mikrogitter: Drevet af sved

BILLEDKREDIT:
Image credit
iStock

Bærbare mikrogitter: Drevet af sved

Bærbare mikrogitter: Drevet af sved

Underoverskriftstekst
Forskere udnytter menneskelig bevægelse til at drive bærbare enheder.
    • Forfatter:
    • Forfatter navn
      Quantumrun Foresight
    • Januar 4, 2023

    Oversigt over indsigt

    Bærbare teknologiapplikationer omfatter menneskelig sundhedsovervågning, robotteknologi, menneske-maskine-grænseflader og mere. Fremskridtene for disse applikationer har ført til øget forskning i wearables, der kan drive sig selv uden yderligere enheder.

    Bærbare mikrogrids kontekst

    Forskere undersøger, hvordan bærbare enheder kan drage fordel af et personligt mikronet af svedenergi for at udvide deres muligheder. Et bærbart mikronet er en samling af energi-høstende og lagringskomponenter, der tillader elektronik at fungere uafhængigt af batterier. Det personlige mikronet styres af et system til registrering, visning, dataoverførsel og grænsefladestyring. Konceptet med det bærbare mikronet blev afledt af "ø-mode" versionen. Dette isolerede mikronet består af et lille netværk af elproduktionsenheder, hierarkiske kontrolsystemer og belastninger, der kan fungere uafhængigt af det primære elnet.

    Når forskerne udvikler bærbare mikronet, skal forskerne overveje effektværdien og typen af ​​anvendelse. Størrelsen på energihøsteren vil være baseret på, hvor meget strøm der kræves af applikationen. For eksempel er medicinske implantabler begrænset i størrelse og plads, fordi de kræver store batterier. Ved at bruge svedkraft ville implanterbare midler dog have potentialet til at være mindre og mere alsidige.

    Forstyrrende påvirkning

    I 2022 skabte et hold af nanoingeniører fra University of San Diego, Californien, et "bærbart mikronet", der lagrer energi fra sved og bevægelse, hvilket giver strøm til lillebitte elektronik. Enheden omfatter biobrændselsceller, triboelektriske generatorer (nanogeneratorer) og superkondensatorer. Alle dele er fleksible og kan maskinvaskes, hvilket gør den ideel til en skjorte. 

    Gruppen identificerede først svedhøstende enheder i 2013, men teknologien er siden blevet mere kraftfuld til at rumme små elektronik. Mikrogitteret kunne holde et LCD-armbåndsur (liquid crystal display) i drift i 30 minutter under en 10-minutters løbetur og en 20-minutters hvilesession. I modsætning til triboelektriske generatorer, som leverer elektricitet, før brugeren kan bevæge sig, aktiveres biobrændselsceller af sved.

    Alle delene er syet til en skjorte og forbundet med tynde, fleksible sølvtråde trykt på stoffet og belagt til isolering med vandtæt materiale. Hvis skjorten ikke vaskes med vaskemiddel, vil komponenterne ikke nedbrydes ved gentagne bøjninger, foldninger, krøller eller iblødsætning i vand.

    Biobrændselscellerne er placeret inde i skjorten og samler energi fra sved. I mellemtiden er de triboelektriske generatorer placeret nær taljen og siderne af torsoen for at omdanne bevægelse til elektricitet. Begge disse komponenter fanger energi, mens bæreren går eller løber, hvorefter superkondensatorer på ydersiden af ​​skjorten midlertidigt lagrer energi for at give strøm til lille elektronik. Forskere er interesserede i yderligere at teste fremtidige designs til at generere strøm, når en person er inaktiv eller stationær, såsom sidder inde på et kontor.

    Anvendelser af bærbare mikronet

    Nogle anvendelser af bærbare mikronet kan omfatte: 

    • Smartwatches og Bluetooth-øretelefoner oplades under en træning, jogging eller cykelsession.
    • Medicinske wearables såsom biochips, der drives af bærerens bevægelser eller kropsvarme.
    • Trådløst opladningstøj, der lagrer energi efter brug. Denne udvikling kan gøre det muligt for tøj at overføre strøm til personlig elektronik som smartphones og tablets.
    • Lavere kulstofemissioner og lavere energiforbrug, da folk kan oplade deres gadgets samtidigt, mens de bruger dem.
    • Øget forskning i andre potentielle formfaktorer for bærbare mikrogitre, såsom sko, tøj og andet tilbehør såsom armbånd.

    Spørgsmål at overveje

    • Hvordan kan en bærbar energikilde ellers forbedre teknologier og applikationer?
    • Hvordan kan sådan en enhed hjælpe dig i dit arbejde og daglige opgaver?

    Indsigtsreferencer

    Følgende populære og institutionelle links blev refereret til denne indsigt: