पहनने योग्य माइक्रोग्रिड: पसीने से संचालित

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  क्वांटमरन दूरदर्शिता
• जनवरी ७,२०२१

अंतर्दृष्टि सारांश

पहनने योग्य प्रौद्योगिकी अनुप्रयोगों में मानव स्वास्थ्य निगरानी, ​​​​रोबोटिक्स, मानव-मशीन इंटरफेसिंग और बहुत कुछ शामिल हैं। इन अनुप्रयोगों की प्रगति ने पहनने योग्य उपकरणों पर अनुसंधान में वृद्धि की है जो अतिरिक्त उपकरणों के बिना खुद को शक्ति प्रदान कर सकते हैं।

पहनने योग्य माइक्रोग्रिड संदर्भ

शोधकर्ता इस बात की खोज कर रहे हैं कि पहनने योग्य उपकरण अपनी क्षमताओं का विस्तार करने के लिए पसीने की ऊर्जा के व्यक्तिगत माइक्रोग्रिड से कैसे लाभ उठा सकते हैं। एक पहनने योग्य माइक्रोग्रिड ऊर्जा-संचयन और भंडारण घटकों का एक संग्रह है जो इलेक्ट्रॉनिक्स को बैटरी से स्वतंत्र रूप से कार्य करने की अनुमति देता है। व्यक्तिगत माइक्रोग्रिड को संवेदन, प्रदर्शन, डेटा स्थानांतरण और इंटरफ़ेस प्रबंधन के लिए एक प्रणाली द्वारा नियंत्रित किया जाता है। पहनने योग्य माइक्रोग्रिड की अवधारणा "द्वीप-मोड" संस्करण से ली गई थी। इस पृथक माइक्रोग्रिड में बिजली उत्पादन इकाइयों, पदानुक्रमित नियंत्रण प्रणाली और लोड का एक छोटा नेटवर्क शामिल है जो प्राथमिक पावर ग्रिड से स्वतंत्र रूप से काम कर सकता है।

पहनने योग्य माइक्रोग्रिड विकसित करते समय, शोधकर्ताओं को पावर रेटिंग और एप्लिकेशन के प्रकार पर विचार करना चाहिए। एनर्जी हार्वेस्टर का आकार इस बात पर आधारित होगा कि एप्लिकेशन को कितनी बिजली की जरूरत है। उदाहरण के लिए, मेडिकल इम्प्लांटेबल्स आकार और स्थान में सीमित हैं क्योंकि उन्हें बड़ी बैटरी की आवश्यकता होती है। हालांकि, पसीने की शक्ति का उपयोग करके, इम्प्लांटेबल्स में छोटे और अधिक बहुमुखी होने की क्षमता होगी।

विघटनकारी प्रभाव

2022 में, कैलिफोर्निया के सैन डिएगो विश्वविद्यालय के नैनोइंजीनियरों की एक टीम ने एक "पहनने योग्य माइक्रोग्रिड" बनाया, जो पसीने और गति से ऊर्जा संग्रहीत करता है, छोटे इलेक्ट्रॉनिक्स के लिए शक्ति प्रदान करता है। डिवाइस में बायोफ्यूल सेल, ट्राइबोइलेक्ट्रिक जनरेटर (नैनोजनरेटर) और सुपरकैपेसिटर शामिल हैं। सभी भाग लचीले और मशीन से धोए जा सकते हैं, जो इसे शर्ट के लिए आदर्श बनाते हैं। 

समूह ने पहली बार 2013 में पसीना निकालने वाले उपकरणों की पहचान की थी, लेकिन तब से तकनीक छोटे इलेक्ट्रॉनिक्स को समायोजित करने के लिए और अधिक शक्तिशाली हो गई है। माइक्रोग्रिड एलसीडी (लिक्विड क्रिस्टल डिस्प्ले) कलाई घड़ी को 30 मिनट की दौड़ और 10 मिनट के विश्राम सत्र के दौरान 20 मिनट तक चालू रख सकता है। ट्राइबोइलेक्ट्रिक जेनरेटर के विपरीत, जो उपयोगकर्ता को स्थानांतरित करने से पहले बिजली प्रदान करता है, जैव ईंधन सेल पसीने से सक्रिय होते हैं।

सभी भागों को एक शर्ट में सिल दिया जाता है और कपड़े पर छपे पतले, लचीले चांदी के तारों से जोड़ा जाता है और जलरोधी सामग्री के साथ इन्सुलेशन के लिए लेपित किया जाता है। यदि शर्ट को डिटर्जेंट से नहीं धोया जाता है, तो घटक बार-बार झुकने, मोड़ने, उखड़ने या पानी में भिगोने से नहीं टूटेंगे।

जैव ईंधन कोशिकाएं शर्ट के अंदर स्थित होती हैं और पसीने से ऊर्जा एकत्र करती हैं। इस बीच, गति को बिजली में बदलने के लिए ट्राइबोइलेक्ट्रिक जनरेटर को कमर और धड़ के किनारों के पास रखा जाता है। पहनने वाले के चलने या दौड़ने के दौरान ये दोनों घटक ऊर्जा पर कब्जा कर लेते हैं, जिसके बाद शर्ट के बाहर सुपरकैपेसिटर ऊर्जा को अस्थायी रूप से छोटे इलेक्ट्रॉनिक्स के लिए शक्ति प्रदान करते हैं। जब कोई व्यक्ति निष्क्रिय या स्थिर होता है, जैसे किसी कार्यालय के अंदर बैठना, तो बिजली उत्पन्न करने के लिए शोधकर्ता भविष्य के डिजाइनों के परीक्षण में रुचि रखते हैं।

पहनने योग्य माइक्रोग्रिड्स के अनुप्रयोग

पहनने योग्य माइक्रोग्रिड के कुछ अनुप्रयोगों में शामिल हो सकते हैं: 

• स्मार्टवॉच और ब्लूटूथ ईयरफ़ोन का व्यायाम, जॉगिंग या साइकिल चलाने के दौरान चार्ज किया जाना।
• पहनने वाले के आंदोलनों या शरीर की गर्मी द्वारा संचालित बायोचिप्स जैसे चिकित्सा पहनने योग्य।
• पहने जाने के बाद कपड़ों को ऊर्जा संग्रहित करने वाले वायरलेस चार्ज करें। यह विकास कपड़ों को स्मार्टफोन और टैबलेट जैसे व्यक्तिगत इलेक्ट्रॉनिक्स में शक्ति संचारित करने की अनुमति दे सकता है।
• कम कार्बन उत्सर्जन और कम ऊर्जा खपत क्योंकि लोग अपने गैजेट का उपयोग करते समय एक साथ चार्ज कर सकते हैं।
• पहनने योग्य माइक्रोग्रिड्स के अन्य संभावित रूप कारकों, जैसे जूते, परिधान, और अन्य सहायक उपकरण जैसे रिस्टबैंड पर शोध में वृद्धि।

विचार करने के लिए प्रश्न

• पहनने योग्य ऊर्जा स्रोत प्रौद्योगिकियों और अनुप्रयोगों को और कैसे बढ़ा सकता है?
• ऐसा उपकरण आपके काम और दैनिक कार्यों में आपकी मदद कैसे कर सकता है?