Kendi güçlendirici cihazlar için enerji üretimi çözümleri

İşlenebilir cihazlar – fitness pistlerinden ve akıllı gözlemlerden sürekli sağlık monitörlerine ve tıbbi yamalara kadar ayarlamalar yapılır – kişisel sağlık, klinik tanı ve hatta iş güvenliği için vazgeçilmez araçlar haline gelir. Ancak yaygın kabulleri zorlayıcı bir alternatiftir: bataryanın ovuşturma veya biyomekanik enerjinin aşılanması, cihaz çalıştırılabilirliği için zor sınırları sağlar ve bu gerçeğe dönüştürmek, bu gerçeğe daha sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık yardımcı olur.

Enerji Emekliliği Nedir?

Enerji üretimi (ayrıca enerji fikresi olarak adlandırılır), düşük enerjili motorlardan, mikro kontrollerden, insan hareketine, vücut ısısına, çevre ışık ve ışın elektromanyetik radyasyonuna - ve enerjinin elektrik akımına dönüşmesine izin vermek için mikro-watt aralığında olduğu veya daha sonra kullanım için düşük kapasiteli bir güç sensörüne uygun olarak depolanabilir.

Enerji Üretimi Teknolojileri Türleri

Transdüksiyon mekanizmalarının dozenleri, giyilebilir enerji hasatı için araştırıldı, ancak en olgun ve yaygın olarak uygulanan teknolojiler dört birincil kategoriye giriyor: lazoelektrik, termoelektrik, fotovoltaik ve triboelektrik. beşinci kategori -radio-frets (RF) hasat - özellikle de traksiyon kazanıyor. Aşağıda her yaklaşımı ayrıntılı olarak inceliyoruz.

Piezoelektrik Enerji Enerjinin Yeniden Edilmesi

Piezoelektrik malzemeleri mekanik olarak bilgilendirilmiş olduklarında elektriksel bir potansiyel yaratır. Örneğin, bir ayakkabı insole, birkırıklık bandı veya bir tekstil teli - hasat etmek için hasat, kol salakları, hatta nefes alma) sadece elektriksel enerji tasarrufu sağlar.

Termoelektrik Enerji Enerjinin Enerjisi

Termoelektrik jeneratörleri (TEG) Seebeck etkisini kullanır: İki farklı metal veya yarı iletkenler katıldı ve onların kesişimleri farklı sıcaklıklarda yapılır, bir gerilim oluşturulur.İnsan vücudu doğal olarak, biyosmuthuride (Bi2Te3) veya ekin çemberleri için yeterince soğuk bir ısınır.

Fotovoltaik Enerji Hasat

Fotovoltaik (PV) hücreler, güneş ışığı altında, küçük bir güneş ışığı altında, küçük bir PV hücresi (~1 cm2), birkaç mikrowattlık oluşturabilir; doğrudan güneş ışığı altında, düşük hacimli bir ısıya kadar, yüksek çözünürlükte bir ısınabilir.

Triboelektrik Enerjinin Yeniden Üretilmesi

Triboelektrik nanojeneratörleri (TENG) yeni bir, son derece aktif bir araştırma alanıdır.Seksle temas halinde çalışır ve elektrolit indüksiyonu sağlar: farklı elektron özellikleri olan iki malzeme temasa girer ve sonra ayrı, bir şarj transfer edilir, ortak malzeme çiftleri politetra (örneğin, nanotipik ve alüminyum) ve plastik kaplamalar için çok düşük çözünürlükte yapılır.

Radyo-Frequency (RF) Enerjinin Yeniden Üretilmesi

RF enerji toplama ortamı elektromanyetik radyasyonu - Wi-Fi yönlendiricilerinden, hücresel kulelerden ve yayın radyosu - ve DC gücüne geri dönmektedir. tipik kentsel ortamlardaki güç kesintileri son derece düşük (örneğin, 1 μW /cm2), özel bir yenidenleme antenleri (tanışkanlar) ile donatılmış bir odada, “RF enerji duşları” aynı anda çok sayıda ışık altında çalışır.

Enerjinin Giysilenebilirlik için Avantajları

Kendi güçlendiricilere olan değişim, cihaz tasarımı, çevresel etki, kullanıcı deneyimi ve klinik kapasiteye dokunan geniş bir avantaj sunar:

Meydanlar ve Sınırlar

İnanılmaz bir söze rağmen, giyilebilir ürünler için enerji hasat hala önemli teknik ve pratik engellerle karşı karşıya kalır:

Future rotası ve Gelişen Teknolojiler

Enerji hasat alanı hızla gelişmektedir, malzemeler bilim atılımları, düşük güç elektronik ilerlemeleri ve ubiquitous algılamag için büyüyen talepler tarafından yönlendirilmektedir:

Hybrid and Multimodal Systems

Tek hasatçü tüm ekranları kullanabilirler. En sağlam kendi gücü, iki veya daha fazla moda birleştirecektir - örneğin, güneş enerjisinin günlük, vücut ısısı sırasında, egzersiz sırasında en yüksek enerjiyi seçen bir elvezek enerjisi ile üç veya dört kaynağı birleştirecektir. Erken ticari örnekler (örneğin, Matrix PowerWatch) zaten termoelektrik ve kapalı güneş birleştirir; sonraki nesil cihazlar, üç veya dört kaynağı birleştirecektir.

Esnek ve çizilebilir Malzemeler

Baskı, rulo, rulo ve çözünürlükte teknikler doğrudan kumaşa, plastik veya hatta cilde basılabilir hasatlara ve karbon nanotüplere veya iletken polimerlere dayanan değiştirilebilir.PEDOT:PSS) hasat eden metallere yaklaşmaktadır. Örneğin, hasat edenlere kıyafet, tıbbi yamalar ve hatta geçici dövmeler sağlar.

Nanogeneratorlar ve Kendi Etkili Sensörler

Enerji hasat ve algılanmasının yakınlığı - bazen kablosuz bir verici olarak adlandırılır:0) Kendi güçlü sensör) - sıcak bir araştırma konusu. - Bir TENG, baskıya veya dokunuşa yanıt veren bir sinyal (sensing) ve güç kablosuz bir kablo veya güç kaynağı için ihtiyaç ortadan kaldırır, gerçekten bakımsız giyilebilir tanılar sağlar. Benzer şekilde, pastazoelektrik nanotel serisi, ultra sağlanmış frekansları aynı anda mekanik girdilere karşı hassaslaştırır.

Enerji-Dense Storage ile entegrasyon

Katı devlet pilleri, bataryada ve sonra hileli şirketlerden sürekli olarak faydalanabilir ve böylece, Sila Nanoteknoloji ve Enerji gibi esnek bataryalar özellikle aşınmaya hazırlanabilirler.

Klinik ve Endüstriyel Giyimables'te Uygulama

Otomatik olarak kullanılan cihazlar, batarya değişikliklerinin pratik olmadığının ayarlarında en değerli olanıdır: Sürekli glukoz izleme yamaları, kalpli hastalar için ECG yamaları, tehlikeli ortamlardaki endüstriyel işçiler ve enerji tasarrufu kaynakları zaten birkaç FDA onaylı tıbbi giyilebilir durumda. Güvenilirlik geliştirir ve düzenleyici yollar açıklanacaktır, uzaktan hasta izlemede kendini standart haline gelecektir.

AI ve Adaptive Power Management

Makine öğrenme algoritmaları, aşınmanın aktivite modellerini (örneğin, yürüyüş vs. oturma) tahmin edebilir ve cihazın görev döngüsü veya enerji harcama modundaki modu uygun şekilde ayarlayabilir. Bu uyarlanabilir yaklaşım, en iyi enerji ve en aza indirme gücü ile birlikte.

Daha fazla okuma için, incelemeyi [[0)Wang et al. in triboelektrik nanojeneratörleri inurFLT:1) Doğa ve Çevre Bilimi); kullanılabilir enerji hasatlarının kapsamlı bir genel bakışı [Döneticileri Bugün [Dönemli) piyasa tahminleri ve ticari değerlerinin esnek termoelektrikli enerji ve çevresel bilimler.

Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç

Enerji üretimi, birçok transdüksiyon mekanizmasının elektriksel, termoelektrik, fotovoltaik, triboelektrik ve RF-enerji depolamasına bağlı olarak, sürekli, bakımsız aşınmanın görüntülenmesini sağlamamış, fiziksel olarak uygulanabilir bir şekilde işlemeye devam eden, esnek bir şekilde yatırıma devam eden, nano ölçekli bir üretime devam eden ve daha hızlı bir şekilde ulaşılabilir hale getirecek olan, ancak kalıcı olmayan bir enerji depolamanın dağerlendirilmesi için etkili bir şekilde kullanılmasını sağlayacaktır.