Quantumrun

Ofbyldingskredyt:

iStock

Draachbere mikrogrids: Oandreaun troch swit

Undersikers kapitalisearje op minsklike beweging om draachbere apparaten oan te jaan.

Skriuwer:
Namme fan auteur
Quantumrun Foresight
Jannewaris 4, 2023

Ynsjoch gearfetting

Draachbere technologyapplikaasjes omfetsje tafersjoch op minsklike sûnens, robotika, ynterfacing fan minske-masine, en mear. De foarútgong fan dizze applikaasjes hat laat ta tanommen ûndersyk nei wearables dy't harsels kinne oanmeitsje sûnder ekstra apparaten.

Wearable microgrids kontekst

Undersikers ûndersiikje hoe't draachbere apparaten profitearje kinne fan in personaliseare mikrogrid fan sweat-enerzjy om har mooglikheden út te wreidzjen. In draachbere mikrogrid is in kolleksje fan komponinten foar it rispjen en opslaan fan enerzjy wêrtroch elektroanika ûnôfhinklik fan batterijen kin funksjonearje. It persoanlike mikrogrid wurdt regele troch in systeem foar sensing, werjaan, gegevensoerdracht en ynterfacebehear. It konsept fan it draachbere mikrogrid waard ôflaat fan 'e "eilân-modus" ferzje. Dit isolearre mikrogrid omfettet in lyts netwurk fan ienheden foar enerzjyopwekking, hiërargyske kontrôlesystemen en loads dy't ûnôfhinklik kinne operearje fan it primêre enerzjynet.

By it ûntwikkeljen fan draachbere mikrogrids moatte ûndersikers de krêftwurdearring en it type tapassing beskôgje. De grutte fan 'e enerzjyharvester sil basearre wêze op hoefolle macht nedich is troch de applikaasje. Bygelyks, medyske implantables binne beheind yn grutte en romte, omdat se nedich grutte batterijen. Troch switkrêft te brûken, soene implantables lykwols it potensjeel hawwe om lytser en alsidiger te wêzen.

Disruptive ynfloed

Yn 2022 makke in team fan nano-yngenieurs fan 'e Universiteit fan San Diego, Kalifornje, in "wearable microgrid" dy't enerzjy opslaat fan swit en beweging, en leveret krêft foar lytse elektroanika. It apparaat omfettet biobrânstofsellen, triboelektryske generators (nanogenerators), en supercapacitors. Alle dielen binne fleksibel en masinewasber, wêrtroch it ideaal is foar in shirt.

De groep identifisearre foar it earst apparaten foar it rispjen fan swit yn 2013, mar de technology is sûnt krêftiger wurden om lytse elektroanika te foldwaan. It mikrogrid koe in LCD (liquid crystal display) polshorloazje 30 minuten operearje yn in 10-minute run en in 20-minute rêst sesje. Oars as triboelektryske generators, dy't elektrisiteit leverje foardat de brûker kin bewege, wurde biobrânstofsellen aktivearre troch swit.

Alle dielen binne genaaid yn in shirt en ferbûn troch tinne, fleksibele sulveren triedden printe op 'e stof en coated foar isolaasje mei wettertichte materiaal. As it shirt net wurdt wosken mei detergent, sille de komponinten net ôfbrekke troch werhelle bûgen, foldjen, kreupelen of wekken yn wetter.

De biobrânstofsellen sitte yn it shirt en sammelje enerzjy út swit. Underwilens wurde de triboelektryske generators tichtby de taille en kanten fan 'e romp pleatst om beweging yn elektrisiteit te konvertearjen. Beide komponinten fange enerzjy wylst de drager rint of rint, wêrnei't supercapacitors oan 'e bûtenkant fan it shirt tydlik enerzjy opslaan om krêft te leverjen foar lytse elektroanika. Undersikers binne ynteressearre yn fierdere testen fan takomstige ûntwerpen om macht te generearjen as in persoan ynaktyf of stasjonêr is, lykas sitten yn in kantoar.

Applikaasjes fan wearable microgrids

Guon tapassingen fan draachbere mikrogrids kinne omfetsje:

Smartwatches en Bluetooth-koptelefoanen wurde opladen tidens in oefening, jogging of fytssesje.
Medyske wearables lykas biochips dy't oandreaun wurde troch de bewegingen fan 'e drager of lichemshitte.
Draadloze opladen klean dy't enerzjy opslaan nei it dragen. Dizze ûntwikkeling kin klean tastean om krêft te stjoeren nei persoanlike elektroanika lykas smartphones en tablets.
Legere koalstofútstjit en leger enerzjyferbrûk, om't minsken har gadgets tagelyk kinne oplade wylst se se brûke.
Ferheegd ûndersyk nei oare potensjele foarmfaktoaren fan draachbere mikrogrids, lykas skuon, klean en oare aksessoires lykas polsbânnen.