Microgrids có thể đeo được: Được cung cấp bởi mồ hôi

• tác giả:
• tên tác giả

  Tầm nhìn lượng tử
• 4 Tháng một, 2023

Tóm tắt thông tin chi tiết

Các ứng dụng công nghệ có thể đeo được bao gồm theo dõi sức khỏe con người, robot, giao tiếp giữa người và máy, v.v. Tiến trình của các ứng dụng này đã dẫn đến việc gia tăng nghiên cứu về thiết bị đeo có thể tự cung cấp năng lượng mà không cần thiết bị bổ sung.

Bối cảnh microgrids có thể đeo được

Các nhà nghiên cứu đang khám phá cách các thiết bị đeo được có thể thu lợi từ lưới năng lượng mồ hôi siêu nhỏ được cá nhân hóa để mở rộng khả năng của chúng. Lưới điện siêu nhỏ có thể đeo được là một tập hợp các thành phần lưu trữ và thu hoạch năng lượng cho phép các thiết bị điện tử hoạt động độc lập với pin. Lưới điện siêu nhỏ cá nhân được điều khiển bởi một hệ thống cảm biến, hiển thị, truyền dữ liệu và quản lý giao diện. Khái niệm về microgrid có thể đeo được bắt nguồn từ phiên bản “chế độ đảo”. Lưới điện siêu nhỏ bị cô lập này bao gồm một mạng lưới nhỏ gồm các đơn vị phát điện, hệ thống điều khiển phân cấp và tải có thể hoạt động độc lập với lưới điện chính.

Khi phát triển lưới điện siêu nhỏ có thể đeo được, các nhà nghiên cứu phải xem xét xếp hạng công suất và loại ứng dụng. Kích thước của bộ thu hoạch năng lượng sẽ dựa trên lượng điện năng mà ứng dụng yêu cầu. Ví dụ, thiết bị cấy ghép y tế bị giới hạn về kích thước và không gian vì chúng yêu cầu pin lớn. Tuy nhiên, bằng cách sử dụng năng lượng mồ hôi, các thiết bị cấy ghép sẽ có khả năng nhỏ hơn và linh hoạt hơn.

Tác động gián đoạn

Vào năm 2022, một nhóm kỹ sư nano từ Đại học San Diego, California, đã tạo ra một “lưới điện siêu nhỏ có thể đeo được” lưu trữ năng lượng từ mồ hôi và chuyển động, cung cấp năng lượng cho các thiết bị điện tử nhỏ. Thiết bị này bao gồm pin nhiên liệu sinh học, máy phát điện ma sát (máy phát điện nano) và siêu tụ điện. Tất cả các bộ phận đều linh hoạt và có thể giặt bằng máy, rất lý tưởng cho áo sơ mi. 

Nhóm lần đầu tiên xác định các thiết bị thu hoạch mồ hôi vào năm 2013, nhưng công nghệ này đã phát triển mạnh mẽ hơn để phù hợp với các thiết bị điện tử nhỏ. Lưới điện siêu nhỏ có thể giữ cho đồng hồ đeo tay LCD (màn hình tinh thể lỏng) hoạt động trong 30 phút trong thời gian chạy 10 phút và 20 phút nghỉ. Không giống như máy phát điện ma sát cung cấp điện trước khi người dùng có thể di chuyển, tế bào nhiên liệu sinh học được kích hoạt bằng mồ hôi.

Tất cả các bộ phận được khâu thành một chiếc áo và được nối với nhau bằng những sợi dây bạc mỏng, dẻo được in trên vải và phủ lớp cách nhiệt bằng vật liệu chống thấm nước. Nếu áo không được giặt bằng bột giặt, các bộ phận sẽ không bị hỏng do uốn, gấp, vò hoặc ngâm nhiều lần trong nước.

Các tế bào nhiên liệu sinh học nằm bên trong áo và thu năng lượng từ mồ hôi. Trong khi đó, các máy phát điện ma sát được đặt gần thắt lưng và hai bên thân để chuyển đổi chuyển động thành điện năng. Cả hai thành phần này đều thu năng lượng khi người mặc đang đi bộ hoặc chạy, sau đó các siêu tụ điện ở bên ngoài áo tạm thời lưu trữ năng lượng để cung cấp năng lượng cho các thiết bị điện tử nhỏ. Các nhà nghiên cứu quan tâm đến việc thử nghiệm thêm các thiết kế trong tương lai để tạo ra năng lượng khi một người không hoạt động hoặc đứng yên, chẳng hạn như ngồi trong văn phòng.

Các ứng dụng của microgrids có thể đeo được

Một số ứng dụng của microgrids có thể đeo được có thể bao gồm: 

• Đồng hồ thông minh và tai nghe Bluetooth đang được sạc trong khi tập thể dục, chạy bộ hoặc đạp xe.
• Thiết bị đeo y tế, chẳng hạn như chip sinh học, được cung cấp năng lượng nhờ chuyển động của người đeo hoặc nhiệt độ cơ thể.
• Tích trữ năng lượng quần áo sạc không dây sau khi mặc. Sự phát triển này có thể cho phép quần áo truyền điện đến các thiết bị điện tử cá nhân như điện thoại thông minh và máy tính bảng.
• Lượng khí thải carbon thấp hơn và mức tiêu thụ năng lượng thấp hơn vì mọi người có thể sạc các thiết bị của họ đồng thời trong khi sử dụng chúng.
• Tăng cường nghiên cứu về các yếu tố hình thức tiềm năng khác của lưới điện siêu nhỏ có thể đeo được, chẳng hạn như giày dép, quần áo và các phụ kiện khác như dây đeo cổ tay.

Các câu hỏi cần xem xét

• Làm thế nào khác một nguồn năng lượng có thể đeo được có thể tăng cường công nghệ và ứng dụng?
• Làm thế nào một thiết bị như vậy có thể giúp bạn trong công việc và công việc hàng ngày?