По мере развития технологий Интернета вещей вопрос о том, как питать эти устройства, особенно в местах, где не хватает надежных источников электроэнергии, становится серьезной проблемой.
Исследователи из Инженерного колледжа Университета Юты разработали новую форму батареи, которая может помочь решить эту дилемму. Решение, находящееся на стадии проверки концепции, представляет собой пироэлектрохимическую ячейку (ПЭК).
Интегрированное устройство, разработанное доцентами машиностроения Розанной Уоррен и Шадом Раунди, собирает тепловую энергию из окружающей среды и преобразует ее в накопленную электрохимическую энергию. По сути, это создает суперконденсатор или батарею, которая может быть идеальной для приложений Интернета вещей и датчиков. Низкий уровень энергии
Устройство работает путем зарядки при изменении температуры окружающей среды, будь то в транспортном средстве, самолете или даже под землей в сельскохозяйственной среде.
«Мы говорим об очень низком уровне сбора энергии, — сказал Уоррен, — но ключевым преимуществом является возможность иметь датчики, которые можно распределять и не нужно заряжать в полевых условиях. Мы исследовали его основы физики и обнаружили, что он может генерировать заряд при повышении или понижении температуры».
Хотя солнечные элементы могут стать альтернативным источником энергии для устройств Интернета вещей, практические аспекты часто создают проблемы. «Во многих средах вы сталкиваетесь с двумя проблемами», — говорит Раунди. «Во-первых, он со временем загрязняется. Солнечные элементы должны содержаться в чистоте. В таких случаях они загрязняются и их прочность снижается. А еще есть масса приложений, где солнечного света просто нет. Например, мы работаем над датчиками почвы, которые размещаем чуть ниже верхнего слоя почвы. Вы не получаете солнечного света».
При использовании пироэлектрического композиционного материала из пористого поливинилиденфторида (ПВДФ) и наночастиц титаната бария в качестве сепаратора в электрохимической ячейке электрические свойства устройства изменяются при его нагревании или охлаждении. Это действие меняет поляризацию пироэлектрического сепаратора. Этот сдвиг температуры, в свою очередь, создает электрическое поле внутри клетки, которое перемещает ионы и позволяет клетке накапливать энергию.
Подпишитесь на информационный бюллетень Ny Breaking и получайте все лучшие новости, мнения, функции и рекомендации, необходимые вашему бизнесу для успеха!
Несмотря на то, что за один цикл нагрева/охлаждения производится всего 100 микроджоулей на квадратный сантиметр, этого может быть достаточно для нужд некоторых приложений Интернета вещей.
Исследование, финансируемое Национальным научным фондом, опубликовано на обложке журнала «Энергия и экологические науки» от 21 марта, издаваемого Королевским химическим обществом. Другие работы из Нью-Йорка Брейкинга
Статья добавлена ботом, с использованием машинного перевода : https://nybreaking.com/category/tech/
