Wraz z postępem technologii IoT, poważnym wyzwaniem jest kwestia obsługi tych urządzeń, szczególnie w lokalizacjach, w których brakuje niezawodnych źródeł energii elektrycznej.
Naukowcy z University of Utah College of Engineering stworzyli nową formę baterii, która może pomóc w rozwiązaniu tego dylematu. Rozwiązanie, które znajduje się na etapie weryfikacji koncepcji, ma postać ogniwa termoelektrochemicznego (PEC).
Opracowane przez profesorów inżynierii mechanicznej Rosanne Warren i Shada Roundy'ego kompaktowe urządzenie zbiera energię cieplną otoczenia i przekształca ją w zmagazynowaną energię elektrochemiczną. W ten sposób skutecznie tworzy się superkondensator lub akumulator, który może idealnie nadawać się do zastosowań związanych z IoT i czujnikami.
Niski poziom energii
Urządzenie działa poprzez ładowanie pod wpływem zmian otaczającej temperatury, niezależnie od tego, czy znajduje się wewnątrz pojazdu, samolotu, czy nawet pod ziemią w środowisku rolniczym.
„Mówimy o bardzo niskim poziomie pozyskiwania energii, ale kluczową zaletą jest możliwość posiadania czujników, które można rozprowadzać w terenie i których nie trzeba ładować w terenie” – powiedział Warren. „Zbadaliśmy podstawy fizyki i odkrył, że mogą generować ładunek wraz ze wzrostem temperatury.
Chociaż ogniwa słoneczne mogą stanowić alternatywne źródło zasilania dla urządzeń IoT, względy praktyczne często powodują problemy. „W wielu środowiskach występują dwa problemy” – powiedział Roundy. „Po pierwsze, ogniwa słoneczne z czasem się brudzą. Dlatego w tego typu zastosowaniach ulegają one zabrudzeniu, a ich moc spada. W wielu przypadkach nie ma dostępu do światła słonecznego , pracujemy nad czujnikami gleby, które umieścimy „Bezpośrednio pod górną powierzchnią gleby nie będzie docierało żadne światło słoneczne”.
Dzięki fotowoltaicznemu materiałowi kompozytowemu wykonanemu z porowatego polifluorku winylidenu (PVDF) i nanocząstek tytanianu baru stosowanego jako separator w ogniwie elektrochemicznym właściwości elektryczne urządzenia zmieniają się w miarę jego ogrzewania lub chłodzenia. Ta procedura reguluje polaryzację separatora termoelektrycznego. Ta zmiana temperatury z kolei wytwarza pole elektryczne wewnątrz ogniwa, poruszając jony i umożliwiając komórce magazynowanie energii.
Chociaż w pojedynczym cyklu ogrzewania/chłodzenia wytwarza się jedynie do 100 mikrodżuli na centymetr kwadratowy, może to wystarczyć na potrzeby niektórych zastosowań IoT.
Wyniki badania, finansowanego przez National Science Foundation, opublikowano na okładce magazynu z 21 marca Nauki o energii i środowiskuopublikowane przez Królewskie Towarzystwo Chemii.
Więcej z TechRadar Pro
„Nieuleczalny myśliciel. Miłośnik jedzenia. Subtelnie czarujący badacz alkoholu. Zwolennik popkultury”.
More Stories
Light+Building prezentuje najnowsze innowacje w projektowaniu i technologii oświetleniowej
Google udostępnia podsumowania sztucznej inteligencji w wyszukiwarkach, budząc obawy związane ze spadkiem ruchu w sieci
Model sugeruje, że możliwe są podświetlne napędy skrętne