Bærbare mikronett: Drevet av svette

• Forfatter:
• forfatternavn

  Quantumrun Foresight
• Januar 4, 2023

Oppsummering av innsikt

Bærbare teknologiapplikasjoner inkluderer menneskelig helseovervåking, robotikk, menneske-maskin-grensesnitt og mer. Fremgangen til disse applikasjonene har ført til økt forskning på wearables som kan drive seg selv uten ekstra enheter.

Bærbare mikrogrids kontekst

Forskere undersøker hvordan bærbare enheter kan dra nytte av et personlig mikronett av svetteenergi for å utvide deres evner. Et bærbart mikronett er en samling av energiinnsamlings- og lagringskomponenter som lar elektronikk fungere uavhengig av batterier. Det personlige mikronettet styres av et system for registrering, visning, dataoverføring og grensesnittadministrasjon. Konseptet med det bærbare mikronettet ble avledet fra "øymodus"-versjonen. Dette isolerte mikronettet består av et lite nettverk av kraftproduksjonsenheter, hierarkiske kontrollsystemer og laster som kan operere uavhengig av det primære kraftnettet.

Når forskerne utvikler bærbare mikronett, må forskerne vurdere effekten og typen bruk. Størrelsen på energihøsteren vil være basert på hvor mye kraft som kreves av applikasjonen. For eksempel er medisinske implantater begrenset i størrelse og plass fordi de krever store batterier. Ved å bruke svettekraft vil imidlertid implanterbare midler ha potensial til å bli mindre og mer allsidige.

Forstyrrende påvirkning

I 2022 skapte et team av nanoingeniører fra University of San Diego, California et "bærbart mikronett" som lagrer energi fra svette og bevegelse, og gir kraft til bittesmå elektronikk. Enheten består av biobrenselceller, triboelektriske generatorer (nanogeneratorer) og superkondensatorer. Alle delene er fleksible og kan maskinvaskes, noe som gjør den ideell for en skjorte. 

Gruppen identifiserte først svettehøstende enheter i 2013, men teknologien har siden blitt kraftigere for å tilpasse seg små elektronikk. Mikronettet kunne holde et LCD-armbåndsur (liquid crystal display) i drift i 30 minutter under en 10-minutters løpetur og en 20-minutters hvileøkt. I motsetning til triboelektriske generatorer, som gir strøm før brukeren kan bevege seg, aktiveres biodrivstoffceller av svette.

Alle delene er sydd inn i en skjorte og forbundet med tynne, fleksible sølvtråder trykket på stoffet og belagt for isolasjon med vanntett materiale. Hvis skjorten ikke vaskes med vaskemiddel, vil ikke komponentene brytes ned ved gjentatt bøyning, bretting, krølling eller bløtlegging i vann.

Biodrivstoffcellene er plassert inne i skjorten og samler energi fra svette. I mellomtiden er de triboelektriske generatorene plassert nær midjen og sidene av overkroppen for å konvertere bevegelse til elektrisitet. Begge disse komponentene fanger opp energi mens brukeren går eller løper, hvoretter superkondensatorer på utsiden av skjorten lagrer energi midlertidig for å gi strøm til liten elektronikk. Forskere er interessert i å teste fremtidige design for å generere strøm når en person er inaktiv eller stasjonær, for eksempel sitter inne på et kontor.

Bruksområder for bærbare mikronett

Noen bruksområder for bærbare mikronett kan omfatte: 

• Smartklokker og Bluetooth-øretelefoner lades opp under trening, jogging eller sykling.
• Medisinske wearables som biochips som drives av brukerens bevegelser eller kroppsvarme.
• Trådløst ladetøy som lagrer energi etter å ha blitt brukt. Denne utviklingen kan tillate klær å overføre kraft til personlig elektronikk som smarttelefoner og nettbrett.
• Lavere karbonutslipp og lavere energiforbruk ettersom folk kan lade dingsene sine samtidig mens de bruker dem.
• Økt forskning på andre potensielle formfaktorer for bærbare mikronett, for eksempel sko, klær og annet tilbehør som armbånd.

Spørsmål å vurdere

• Hvordan ellers kan en bærbar energikilde forbedre teknologier og applikasjoner?
• Hvordan kan en slik enhet hjelpe deg i ditt arbeid og daglige gjøremål?