Зарядтау туралы: киілетін құрылғының батареясын зарядтау

Тағатын құрылғылар танымал технологияға айналды, бірақ батареяның қызмет ету мерзімі де көптеген ғалымдар мен өндірушілер үшін мәселе болды.

1. Статикалық электр энергиясын қолдануға болатын электр энергиясына түрлендіру

Жақында Сингапур Ұлттық университетінің (National University of Singapore) командасы кенеттен пайда болатын статикалық электр энергиясын пайдалануға болатын қуат көзіне айналдыра алатын икемді және ықшам құрылғыны жасап шығарды. Құрылғының бір ұшы терінің бетіне тиіп тұр, ал екінші ұшы алтын кремнийлі пленкамен жабылған. Құрылғымен бірге екі шетінде де силиконды резеңке бағаналар бар, бұл үлкен қуат шығаруға және теріге көбірек тиюге мүмкіндік береді.

киілетін құрылғының қуат көзі

Команда 2015 жылғы IEEEMEMS конференциясында өз нәтижелерін ұсынды және токтың кейбір құрылғыларды қуаттай алатынын дәлелдеді. Құрылғыны сыналушылардың қолдары мен тамағына орнату арқылы олар жұдырығын түйіп 7.3В ток, ал сөйлеу арқылы 7.5В ток шығара алады. Дәретхана қағазы үздіксіз ысқыланады, ал максималды кернеу 90 В құрайды, бұл жарық диодты жарық көзін тікелей жағуға мүмкіндік береді. Команда болашақта адам терісінің үйкелісінен пайда болатын энергияны көбірек пайдалану үшін үлкенірек аккумуляторлар жасауды жоспарлап отыр.

Бұл қарсылық батареясының қуатына қоса, әлемде оны талқылаудың көптеген басқа жолдары бар. Мысалы, татуировканың жаңа түрі адамның терін электр қуатына айналдырады немесе иегімізді арнайы құлаққаппен генераторға айналдырады. Болашақ киілетін құрылғыларды қуатпен қамтамасыз етудің арнайы әдістері бар сияқты.

2. Жаңа татуировкасы: тер электр энергиясына айналады

16 тамызда Сан-Диегодағы Калифорния университетінің зерттеушісі Джозеф Ванг (ДжозефВанг) тер арқылы электр қуатын өндіретін және ұялы телефондар мен басқа да киілетін құрылғыларды бір күнде қуаттай алатын ақылды уақытша татуировканы ойлап тапты.

Ақылды татуировканың қуат көзі

Татуировкасы теріңізге жабысып, теріңіздегі химиялық сүт қышқылын өлшейді, содан кейін микро отын жасау үшін сүт қышқылын пайдаланады. Біз шаршауға жаттығатын болсақ, бұлшықеттер жиі жануды сезінеді, бұл сүт қышқылының жиналуымен байланысты. Бұлшықеттер үшін сүт қышқылы – бұл ысырап, бұл өз алдына.

Жаттығу физиологтары енді бұлшықеттердегі немесе қандағы сүт қышқылының деңгейін өлшей алады. Сүт қышқылы терден босатылған кезде жаңа сенсорлық дағды пайда болады. Ван электр тогын іске қосу үшін сүт қышқылынан электрондарды алу үшін сенсорды қолданатын ақылды татуировканы ойлап тапты. Ванг терінің бір шаршы сантиметріне 70 микроватт электр энергиясын өндіруге болатынын есептейді. Зерттеушілер электр тогын ұстап тұру және сақтау үшін сүт қышқылы сенсорына аккумуляторды қосты, содан кейін олар биоотын ұяшығы деп атайтын нәрсені қалыптастырды.

Көлік жүргізсеңіз де, жаяу жүрсеңіз де, неғұрлым терлейсіз, соғұрлым сүт қышқылы көбірек болады, бұл батареяның көбірек қуат сақтай алатынын білдіреді. Қазіргі уақытта мұндай татуировкалар энергияның аз мөлшерін ғана шығара алады, бірақ зерттеушілер бұл биоотын ұяшығы бір күні смарт сағаттарды, жүрек соғу жиілігін бақылаушыларды немесе смартфондарды қуаттандыруға жеткілікті қуат береді деп үміттенеді.

Motorola сонымен қатар телефон құлпын ашу үшін қолдануға болатын уақытша татуировканы жасады. Мүмкін бұл телефоныңыздың келесі керек-жарағы болуы мүмкін немесе сізге аздап сия керек.

Гуандун литий батареялары электр станциялары мен көше шамдары сияқты ауқымды қолданбаларға ғана жарамайды. Біз миниатюралық күн батареяларын киетін құрылғыларды көреміз. Батареясыз күн сағаттары көптеген жылдар бойы бар. EnergyBioNIcs жақында өзінің және басқа құрылғылардың қажеттіліктерін қанағаттандыра алатын күн сағатын жасады.

Тағатын құрылғыларда күн батареяларын пайдаланудың бір мәселесі – бұл құрылғыға электр энергиясын өндіру үшін жарық қажет. Жеңнің астында сияқты шам бітеліп қалса, ол электр қуатын шығара алмайды. Бірақ басқа тұрғыдан алғанда, ол күн батареяларын ақылды киім үшін жақсы таңдау жасайды, өйткені икемді батареяны тіпті матаға тікелей тігуге болады.

Дәстүрлі күн батареялары дәстүрлі ішкі жарық көздеріне қарағанда күшті күн сәулесін қамтамасыз етеді. Бұл мәселені шешу үшін адамдар ішкі электр энергиясын өндіруге арналған жаңа деректерді әзірлеуде, сонымен қатар тиімділік жақсаруда.

4. Термоэлектрлік жинақ

термоэлектрлік коллекция жылуды электрге айналдыру үшін Зеебек эффектісі деп аталатын физикалық принципті пайдаланады. Перот элементтері арнайы жартылай өткізгіштер жұбымен біріктірілген, ал токты тек температура айырмашылығын көрсету арқылы жасауға болады.

Тағатын құрылғылар үшін адам денесі ыстық ұшы ретінде пайдаланылуы мүмкін, қоршаған орта суық ұшы ретінде пайдаланылуы мүмкін және адам денесі үздіксіз жылу шығарады. Соққы энергиясы жоғары температура мен төмен температура арасындағы үшбұрыштың мәніне байланысты. Перот элементі көп энергия жинай алады және оны теріге жақын және көп энергияны қажет ететін құрылғыларда қолдану мүмкіндігі бар. Термоэлектрлік циклдің үлкен артықшылықтарының бірі – ол үйде немесе сыртта, күндіз немесе түнде тұрақты энергия ағынының болуы.