Microgrids vestíveis: movidos a suor

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  Previsão Quantumrun
• 4 de janeiro de 2023

Resumo do insight

Os aplicativos de tecnologia vestível incluem monitoramento da saúde humana, robótica, interface homem-máquina e muito mais. O progresso dessas aplicações levou ao aumento da pesquisa sobre dispositivos vestíveis que podem se autoalimentar sem dispositivos adicionais.

Contexto de microgrids vestíveis

Os pesquisadores estão explorando como os dispositivos vestíveis podem lucrar com uma microrrede personalizada de energia do suor para ampliar suas capacidades. Uma microrrede vestível é uma coleção de componentes de coleta e armazenamento de energia que permitem que a eletrônica funcione independentemente das baterias. A microrrede pessoal é controlada por um sistema de detecção, exibição, transferência de dados e gerenciamento de interface. O conceito de microgrid vestível foi derivado da versão “modo ilha”. Essa microrrede isolada compreende uma pequena rede de unidades de geração de energia, sistemas de controle hierárquico e cargas que podem operar independentemente da rede elétrica primária.

Ao desenvolver microrredes vestíveis, os pesquisadores devem considerar a potência nominal e o tipo de aplicação. O tamanho do coletor de energia será baseado na quantidade de energia necessária para a aplicação. Por exemplo, os implantes médicos são limitados em tamanho e espaço porque requerem baterias grandes. No entanto, usando o poder do suor, os implantáveis ​​teriam o potencial de serem menores e mais versáteis.

Impacto disruptivo

Em 2022, uma equipe de nanoengenheiros da Universidade de San Diego, Califórnia, criou uma “microrrede vestível” que armazena energia do suor e do movimento, fornecendo energia para pequenos eletrônicos. O dispositivo compreende células de biocombustível, geradores triboelétricos (nanogeradores) e supercapacitores. Todas as peças são flexíveis e laváveis ​​à máquina, tornando-a ideal para uma camisa. 

O grupo identificou pela primeira vez dispositivos de coleta de suor em 2013, mas a tecnologia desde então se tornou mais poderosa para acomodar pequenos eletrônicos. A microrrede pode manter um relógio de pulso LCD (tela de cristal líquido) operando por 30 minutos durante uma corrida de 10 minutos e uma sessão de descanso de 20 minutos. Ao contrário dos geradores triboelétricos, que fornecem eletricidade antes que o usuário possa se mover, as células de biocombustível são ativadas pelo suor.

Todas as partes são costuradas em uma camisa e conectadas por fios de prata flexíveis e finos impressos no tecido e revestidos para isolamento com material impermeável. Se a camisa não for lavada com detergente, os componentes não se quebrarão ao dobrar, dobrar, amassar ou mergulhar repetidamente na água.

As células de biocombustível estão localizadas dentro da camisa e coletam energia do suor. Enquanto isso, os geradores triboelétricos são colocados perto da cintura e nas laterais do tronco para converter o movimento em eletricidade. Ambos os componentes capturam energia enquanto o usuário está andando ou correndo, após o que os supercapacitores do lado de fora da camisa armazenam energia temporariamente para fornecer energia para pequenos eletrônicos. Os pesquisadores estão interessados ​​em testar projetos futuros para gerar energia quando uma pessoa está inativa ou estacionária, como sentada dentro de um escritório.

Aplicações de microgrids vestíveis

Algumas aplicações de microrredes vestíveis podem incluir: 

• Smartwatches e fones de ouvido Bluetooth sendo carregados durante uma sessão de exercício, corrida ou ciclismo.
• Dispositivos vestíveis médicos, como biochips, alimentados pelos movimentos do usuário ou pelo calor do corpo.
• Roupas de carga sem fio armazenando energia após serem usadas. Esse desenvolvimento pode permitir que roupas transmitam energia para eletrônicos pessoais, como smartphones e tablets.
• Reduza as emissões de carbono e reduza o consumo de energia, pois as pessoas podem carregar seus gadgets simultaneamente enquanto os usam.
• Maior pesquisa sobre outros fatores de forma potenciais de microgrids vestíveis, como sapatos, roupas e outros acessórios, como pulseiras.

Questões a considerar

• De que outra forma uma fonte de energia vestível pode aprimorar tecnologias e aplicações?
• Como esse dispositivo pode ajudá-lo em seu trabalho e tarefas diárias?