Sürdürülebilir Güç Çözümleri için Enerjiye Sahip Giyilebilir Cihazların Gelişimi
Bu cihazlar daha fazla sensörler, işleme gücü ve kablosuz bağlantı, güvenilir, uzun süreli güç kaynaklarına yol açan cihazlarla, tıbbi monitörlere ve artırılmış gerçeklik bardaklarının ubiquitous hale gelmesini gerektirir. Bu cihazlar daha fazla sensörler, işleme gücü ve kablosuz bağlantı, kalıcı olmayan cihazlara katkıda bulunmak, bu güç güç güçten gelen enerjileri ele almak için talep etmek, ancak bu ışıklı sistemlerden ve diğer elektrik şarjları, diğer elektrik şarj edici teknolojilerini ve diğer tüm elektrik şarj etmek için daha sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sıkılır.
Enerji-Harvesting Wearables
Enerji destekli giyilebilir cihazlar, transdüser ve güç yönetimi devrelerini, çevresel enerjiyi bize uygulanabilir elektrik enerjisine dönüştürmek için dahil eden cihazlardır. Hedef, bu sistemler için sürekli olarak kullanılan cihazlardır (parçacıklar için hızlar ve enerji yönetimi devreleri), her türlü enerjisel hareket için, düşük enerji tasarımı ve modern malzemeler mümkün olan en uygun şekilde genişletilebilir.
Enerji Üretimi için Temel Teknolojiler
Piezoelektrik Enerji Enerjinin Yeniden Edilmesi
Piezo:1 materyalleri mekanik strese maruz kaldığı zaman elektrikli bir şarj yaratır - kompresyon, bükme veya germe.In giyilebilirs, bu stres vücut hareketinden gelir: yürüyüş, koşu, kol sallama, nefes alma, hatta klasik dövme gibi ayakkabı eklemesi, geleneksel arkadan gelen enerjilerin performansına sahip olur, ancak modern araştırmalar, ince filmli bir şekilde dekore edilebilir bir şekilde nano-parçacıklı bir şekilde geliştirilebilir.
Termoelektrik Enerji Enerjinin Enerjisi
Termoelektrik jeneratörleri (TEGs) Seebeck etkisini kullanır: yarı iletken bir malzemedeki sıcaklık farkı bir gerilim yaratır.İnsan vücudu, ~37°C'de sabit bir ısı kaynağıdır, ancak esnek termoelektrik modülleri genellikle yazdırılabilir termoelektrikli modüller oluşturmakta, ince film depozisyonları ve havadaki ısı dağılımının iyi ve ısı dağılımının mümkün olduğu yerlerde yapılır.
Fotovoltaik Enerji Hasat
Fotovoltaik (PV) hücreler ışık elektrik haline getirir. Giysiler için, yüksek çözünürlükte ve kapalı güneş ışığı altında olan ince, esnek ve verimli güneş hücreleri kullanmak mümkündür.Intrasepsiyonlar veya gözlemler% 25'i organik fotovoltaikler (OPVs), perovskite güneş hücreleri ve boyanmış güneş şarj cihazları, iç ve dış aydınlatmada makul bir şekilde verimli bir şekilde dekore edilen güneş şarjları ile birlikte kullanılabilir.
Triboelektrik Nanojeneratörleri (TENGs)
Triboelektrik nanojeneratörleri, iletişim kurma ve elektrostatik indüksiyon prensibi üzerinde çalışır: İki farklı malzeme temasa geçti ve sonra ayrı olarak, şarjlar vücutlara karşı yapılır. Tekrarlanan temas-parasyon döngüleri, özellikle de Georgia Tech'de bir alternatif yaratırlar çünkü düşük frekanslılar, esnek polimerler gibi düzensiz hareketler de kullanılabilir.
Son Yeni Yenilikler ve Materyal Kısıtıyor
Son birkaç yılda birkaç dönüşümsel gelişme gördü. En etkililerinden biri, hibrit enerji hasatlarının yükselişidir - tek bir sistemdeki iki veya daha fazla dönüşüm mekanizması birleştirmektedir. Örneğin, bir kol bandı, 1 mW'yi toplayan bir termoelektrik modülle toplayan bir hareketi entegre edebilir - çok fazla kaynak kullanarak, hibrit sistemler çeşitli koşullarla daha istikrarlı bir güç sağlayabilir.
Bir başka büyük ilerleme, 2D malzeme gibi gelişmiş malzemelerin kullanımı (grafen, MXenes) enerji dönüşüm verimliliğini artırmak için bir araya gelir. Graphene bazlı pastazoelektrik kompozitleri, TENG'lerde otomatik olarak küçük çatlakları azaltan ve genişletici malzemelerin arttırılmasına olanak sağlarken, özel olarak üretilen bataryaların da mükemmel bir şekilde entegre edilmesi gerekir.
Gerçek Dünya Uygulamaları
Enerji destekli giyilebilirler, birkaç alanda pratik kullanım bulmak, laboratuvar prototiplerinden ticari ürünlere ve saha denemelerine hareket etmek.
Sağlık ve Tıbbi İzleme
Sürekli sağlık izleme - kalp oranı, kan şekeri, sıcaklık, respirasyon - her zaman enerji bazlı bir şekeri izleme için bir TENG'yi kullanan sensörler gerektirir.Inktörlükte yamalar ve akıllı bandajlar kendilerini vücut ısısından veya hareketten koruyabilir, hastalar için ihtiyaçları ortadan kaldırır ve örneğin NIH'nin “kendi güçlü biyosensor” projesi, bir solunum sistemindeki kan basıncından kaynaklanan bir elektrik akımıdır.
Fitness ve Spor
Güneşli GPS saatlerine gömülü olan ayakkabılardan uzak durmaya devam etmek için, bu değişken harekette, Sole Power ve LuminAID gibi şirketler, uzun yolculuklar sırasında akıllı telefonlara geri dönmek için ticarileşmiş enerji ürünlerine sahiptir.
Askeri ve Taktik Kullanımı
Askerler elektronik dişli miktarını artırıyor: radyolar, gece vizyonu, GPS, sağlık monitörleri ve daha fazlası. Ordu Araştırma Laboratuvarı, dondurma elyafları, termoelektrik yamalarını içeren üniformaları da araştırıyor. Bu, askerlerin ağırlığını azaltabilir, mobilite ve görev dayanıklılık sağlar.
Tüketici Elektronik ve IoT
Örneğin, Samsung'un akıllı bir şekilde çalıştırılan akıllı bir gözlem, enerji tasarrufuna sahip olmak için uzun zamandır kullanılan bir enerji tasarrufuna sahiptir.In example, the “E-Patch” konsepti, Samsung'un akıllı bir ring veya kulak telefonunu birleştirir, normal bir şekilde aşınmaya devam eden akıllı bir şekilde çalışır.
Key Faydaları Sürüş Kabul
Enerjiye izin veren giyilebilirler için geçiş çok fazla avantaj sağlar. İlk olarak, [[Döneticileri : Sürekli olarak çalıştırılan tek kullanımlık bataryalara ve şarjlara olan karbon ayak izi için bağımlılık azaltılır.[Dönetici:2)
Kalan Zorluklar
16. Sezonun son derece etkileyici gelişimine rağmen, birçok engel enerji tasarrufuna ihtiyaç duyanlar, ancak en iyi hasatçılara ihtiyaç duyuyorlar.[Döneticileri değiştir].[Döneticileri kontrol etmek için gerekli olan ısıtıcılar, yüksek çözünürlükte bir şekilde ayarlanabilirler.[Döneticileri kontrol etmek için)
Enerjinin Geleceği - Yararlı Giyilebilir
Enerjinin giyilmesi için bakış açısı parlak, piyasa analistleri, gelişmiş enerji depolama ile bir araya gelen, esnek sağlam devlet pilleri veya mikro-peratörleri ile 2030'dan% 20'den fazla büyüme oranını tahmin ediyor.Sistem öğrenme algoritmaları enerji erişilebilirliği tahmin etmek ve enerji tüketimi dinamik olarak yönetmek için geliştirilecektir.
Özetle, enerji-harvesting giyilebilirs, en az kısmen kendi güçlü, düşük güç devre tasarımı ve insan merkezli mühendislik.Ancak, ilerleme hızı, bu on yıl içinde kullandığımız birçok aşınmanın en az kısmen kendi güçlü olacağını gösteriyor, bataryalara ve fosil yakıtlara olan bağımlılığımızı azaltır.