Ảnh hưởng môi trường của các bình bia dự kiến

Pin được sử dụng có mặt trong các thiết lập kỹ thuật cung cấp những thước đo quan trọng trong các đường sản xuất, hậu cần và các hoạt động ngoài khơi, nhưng sự phụ thuộc vào các pin chính (không thể) đã tạo ra một trọng lượng môi trường. Mỗi năm, hàng tỉ pin đơn sử dụng bị hủy bỏ, nhiều kim loại nặng như cadmium, thủy ngân và chì. Những chất độc này có thể đào vào nước ngầm, đất ô nhiễm và bền bỉ trong hệ sinh thái hàng thập kỷ. Quá trình sản xuất là nguồn lực, đòi hỏi số lượng lớn chất lượng li-tit, cotbal và chất liệu thường được chiết xuất qua các công ty khai thác môi trường. Để giảm thiểu các hoạt động môi trường, cần thiết bị điều khiển sự tăng lực lượng ô nhiễm, nhưng chỉ cần thiết để kiểm tra tính năng lượng điện tử không phải thay đổi.

Một phân tích vòng đời của một loại pin được sử dụng điển hình cho thấy tác động lớn nhất của môi trường xảy ra trong giai đoạn khai thác và xử lý vật liệu thô thậm chí những tế bào có hiệu quả nhất tiêu thụ khoảng 50 lần trọng lượng của nó trong việc sản xuất nhiên liệu hóa thạch bằng cách chuyển sang nguồn năng lượng tái tạo hoặc tái chế có thể giảm đáng kể những thứ bên ngoài này.

Cần thiết chìa khóa cho giải pháp quyền lực của bạn bè

Bất kỳ nguồn năng lượng thay thế cho các máy đếm pin phải đáp ứng một số tiêu chuẩn không được thỏa thuận: đầu ra điện áp nhất quán, mức năng lượng tái tạo cao, tuổi thọ hoạt động lâu, và khả năng hoạt động trong môi trường khắc nghiệt (các hiện tượng cực đoan, dao động, độ ẩm). Hơn nữa, giải pháp nên giảm thiểu chất thải và tạo điều kiện cho sự tái tạo kết thúc của sự sống. Bên dưới, chúng tôi kiểm tra các công nghệ mà tốt nhất là cân bằng các nhu cầu sinh thái học với trách nhiệm sinh thái.

Công nghệ ắc quy sạc được

Lithium-Ion và Lithium Iron Phosphate

Pin li- tu-on có thể sạc (Li-on) đã trở thành tiêu chuẩn cho các thiết bị điện tử xách tay và được tiếp nhận ngày càng nhiều trong các máy tính công nghiệp. Các tế bào có tính năng hiện đại cung cấp mật độ năng lượng cao (50–300 W/kg) và có thể chịu đựng hàng trăm chu kỳ sạc điện, giảm đáng kể chất thải so với tế bào đơn. [FLTT: 0] Lithite sắt phsphate [FLT] biến thể] đặc biệt hấp dẫn đối với ứng dụng kỹ thuật vì chúng có khả năng tăng nhiệt, có chu kỳ hơn (t2 chu kỳ, và không có sự đồng xu hướng đạo đức, và sự tiến bộ về mặt môi trường xung quanh [FT].

Pin đặc

Ở chân trời là pin khối rắn, thay thế điện phân lỏng bằng đồ gốm hoặc chất lỏng phân cách đặc. Những hứa hẹn này thậm chí cao hơn nữa các lớp năng lượng chứa (400+H/kg), sạc nhanh hơn, và tăng cường an toàn - không có nguy cơ chạy nhiệt. Mặc dù vẫn còn tốn kém để lắp đặt rộng, nhưng các sản phẩm thương mại đầu tiên đang xuất hiện trong bộ cảm biến công nghiệp phụ. Đối với các tế bào rắn, các tế bào trạng thái có thể hiệu lực hàng tuần hoặc hàng tháng không tái tạo, trong khi vẫn còn có khả năng tái tạo đầy đủ.

Nickel-Metal Hydride (NiMH)

Đối với ứng dụng mà độ nhạy cảm chi phí là quan trọng nhất, endride bằng niken vẫn còn là một tùy chọn có thể nạp lại. Tế bào NiMH có sẵn ít chất độc hơn so với đồng niken- cadmium (NiCd), và cung cấp cuộc sống chu kỳ tốt (500–1,000 chu kỳ). Mật độ năng lượng của chúng (60–20 HP/kg) thấp hơn tế bào dựa trên li- li- ti, nhưng đối với các máy đếm năng lượng thấp sử dụng một cách ngẫu nhiên, chúng có thể là một sự lựa chọn về mặt kinh tế.

Thu hoạch năng lượng cho các đối tượng

Có lẽ cách để biến đổi nhiều nhất là loại bỏ hoàn toàn pin bằng năng lượng không được tích tụ trong môi trường xung quanh.

Ảnh chụp (Solar) gặt hái

Các pin mặt trời trong nhà, như có thể chuyển đổi ánh sáng điện. Ngay cả tại các cấp độ sáng thông thường hoặc kho (200–500 Lux), một bảng nhỏ có thể tạo ra hàng chục vi nhỏ. Điều này thường đủ cho các bộ đếm điện ít năng lượng với màn hình e-ink hoặc bộ vi năng lượng cực nhỏ. [FL: 2] Theo dõi dấu dấu dấu [TTTTT].

Mùa gặt điện từ Piezo

Các thiết bị phản hồi được cài đặt trên máy dao động, băng chuyền hoặc gần động cơ xe có thể được hưởng lợi từ máy phát điện bánh nướng. Những thiết bị này dùng các tinh thể hoặc đồ gốm tạo điện áp khi bị căng cơ khí. Một bộ thu thu âm có thể sản xuất 1–10 mW điện - đủ để tăng cường một bộ đếm hoặc truyền tín hiệu không dây. Các nhà nghiên cứu đã chứng minh [FLT: 0] máy [FL: 0] chạy bộ đếm công nghệ không có pin.

Mùa gặt điện nhiệt

Nơi nhiệt độ chuyển đổi (v. d., giữa nhà máy động cơ nóng và không khí môi trường xung quanh), máy phát điện nhiệt điện nhiệt (EGs) khai thác hiệu ứng Seebeck để sản xuất điện. Môđun TEMG hiện đại là nhỏ gọn và có thể cung cấp cho vài miliwattt từ sự khác biệt 10–20 ° C. Điều này khiến chúng lý tưởng cho các máy phản hồi trong hệ thống HVAC, động cơ hoặc hệ thống nhiệt năng mặt trời.

Khuyến khích và thu hoạch RF

Đối với máy thu âm di động hay cầm tay, máy thu hoạch động vật chuyển đổi chuyển động (đi bộ, công cụ) sang điện. Những công nghệ này có thể tăng cường pin nạp được, kéo dài khoảng giữa chu kỳ sạc.

Quản lý điện năng và hệ thống lai

Không có nguồn điện sinh thái nào thích hợp cho mỗi điều kiện hoạt động. Thiết kế mạnh mẽ nhất sử dụng phương pháp tiếp cận lai: bộ thu năng lượng chính [MEMT: 1] Bộ phát điện liên tục (v. d., bảng năng lượng mặt trời) kết hợp với bộ lưu trữ nhỏ (bộ phận tích hợp hay pin), và ngăn chặn sự giải phóng các yếu tố lưu trữ. Một [FLT: 0] Hệ thống quản lý điện năng thông minh nhất [MEMT: 1] [FLT: 1], giảm năng lượng môi trường xung quanh, giữa việc thu hoạch và pin.

Siêu tụ điện tử xứng đáng được nhắc đến đặc biệt. Khi kết hợp với một pin hoặc pin nhiên liệu cực lớn (5000.000+ chu kỳ), nạp nhanh/diging, và hoạt động trên một phạm vi nhiệt độ rộng (–40 ° C đến 85 °C). Khi kết hợp với một pin hoặc pin nhiên liệu nhỏ, siêu tụ điện cực xử lý các yêu cầu cao nhất thời (v. d., các máy chủ có sẵn hoặc không dây) trong khi pin xử lý tải ổn định của bang. Tính năng này tăng hiệu suất toàn bộ hệ thống và độ tuổi thọ.

Thiết kế cho khả năng duy trì: Vật liệu và kết thúc của cuộc sống

Bên ngoài nguồn điện, thiết kế của máy điện phải khuyến khích tái chế và giảm năng lượng nhúng. Các kỹ sư nên ưu tiên điện tử điện tử thấp . . [FLT:] như kiến trúc ARM Cortex-M0+với chế độ ngủ sâu, e-ink mà giữ lại hình ảnh không có điện, và các giao thức không dây không dây (FLTT: 1 - T) tiêu thụ tối thiểu. [FT2] Công trình xây dựng [FL3] Cho phép bộ ắc quy hoặc thay thế dễ dàng các bộ ắc quy và bỏ đi toàn bộ.

Sử dụng vật liệu tái chế hay loại bỏ sinh học để làm nhà ở và bảng mạch điện được giảm thêm hiệu ứng môi trường. Những chất nhựa dựa trên (PLA, PHA) và giấy nhôm tái chế đang được tạo trong các thiết bị công nghiệp bao vây. Nhãn và đánh dấu nên chỉ ra sự kết hợp vật liệu để hỗ trợ sắp xếp các gói pin, và giờ đây, một số nhà sản xuất cung cấp trở lại cho gói ắc quy đã sử dụng, bảo đảm phục hồi lại chất lit, cobalt, và hiếm trên trái đất.

Nghiên cứu: Những phản đối bạn bè trong thực hành

Một số lĩnh vực kỹ thuật đã chấp nhận giải pháp năng lượng bền vững. Trong hậu cần, [FLT: 0] bộ thu thập bưu kiện có sức mạnh được cài đặt trong trần nhà kho sử dụng ánh sáng môi trường và một siêu tụ điện nhỏ để theo dõi kho chứa pin bằng 0 chất thải. Trong dòng lắp ráp tự động [FLT:] bộ đếm [FLT:] bộ phận mô phỏng [FT:] năng lượng từ các công cụ dao động từ các công cụ hơi nước, giảm thiểu cần thiết cho sự thay đổi ắc quy. Gần đây, một nhà sản xuất báo cáo báo cáo về việc giảm 90% chi phí pin trong việc chuyển đổi lPP trên các cơ sở có thể nạp điện từ các thiết bị.

Các mạng giám sát môi trường triển khai hàng ngàn bộ đếm pin để đo chất lượng không khí hay dòng nước. Bằng cách kết hợp [FLT: 0] máy thu hoạch điện được cung cấp bởi sự khác biệt nhiệt độ giữa thiết bị điện tử và không khí môi trường, một số trạm đã hoạt động liên tục trong hơn năm năm mà không có bộ ắc quy thay thế. Những ví dụ này cho thấy rằng sức mạnh thân thiện với môi trường [FLT: 1] không phải là một khái niệm trong tương lai mà là một tùy chọn khả thi ngày nay.

Những hướng đi trong tương lai và những người tiên phong nghiên cứu

Thập kỷ sau sẽ mang lại những cải tiến khác. có thể đặt trực tiếp vào các kho chứa các hình phức tạp và cung cấp sức nặng tối thiểu. Các tế bào có thể [FLT:] tạo ra điện từ các hợp chất hữu cơ (v. d. chất thải hay nước thải) đang được khám phá để tìm những ứng dụng phụ có thể hoạt động trong môi trường sinh học. Ngoài ra, [L: t] khả năng chuyển đổi [FLTTT:] [FTTTTT:],], [bắt đầu], hoặc không cần thiết phải dùng lại nguồn điện, thậm chí có thể hoạt động lại từ các nguồn năng lượng laser, hoặc không có thể sử dụng một hệ thống cầu nối lại.

Để xem xét kỹ thuật sâu hơn về việc thu hoạch năng lượng cho các cảm biến công nghiệp, bài báo về "Sự gặt hái năng lượng không dây cung cấp một tổng quát có thẩm quyền. [S. tài nguyên năng năng năng năng của năng lượng bền vững cung cấp hướng dẫn về vật liệu và thực hành tái tạo. Các kỹ sư quan tâm đến [FLT] có thể tham khảo ý [FLT: T] trong việc quản lý nguồn điện [FT] giấy trắng trên các thiết bị quản lý pin [T].S. năng lượng: 5.

Kết luận

Phát triển giải pháp năng lượng thân thiện với môi trường cho các đối thủ có pin là một nhu cầu môi trường và một lợi thế cạnh tranh bằng cách tiếp nhận các nhà hóa học có thể nạp năng lượng, công nghệ thu năng lượng, quản lý năng lượng thông minh, và các nguyên tắc thiết kế bền vững, các đội kỹ thuật có thể giảm đáng kể các chất thải, chi phí hoạt động thấp hơn và tương đương với các mục tiêu phân hủy toàn cầu những lợi ích này đã thành công, những lợi ích rõ ràng, và sự chuyển đổi mới đang được đang diễn ra. và thử thách còn lại là một trong những sự tích hợp nhất và cộng đồng là vị trí tốt để dẫn đầu.