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
Ding! Christopher Ward ogłasza nowe Bel Canto
Najlepszą reklamą podczas wydarzenia Apple Mac była bezpłatna aktualizacja pamięci RAM dla MacBooka Air
Startup zajmujący się obserwacją Ziemi wychodzi z zapomnienia z 12 milionami dolarów