우리의 발자취에서 우리의 버튼 누름에 이르기까지 인간은 끊임없이 에너지를 소비하고 있으며,연구자들은 우리 주변의 세계에 전력을 공급하기 위해 이러한 움직임을 활용하고 있습니다.
배터리 나 콘센트가 아닌 주변 환경이나 활동에서 에너지를 수확하는 것은 몇 가지 주요 이점을 가지고 있습니다. 이것은 인슐린 펌프와 맥박 조정기 같이 의학 전자공학을 위해 특히 유용합니다. 에너지 수확기는 스마트 폰과 노트북의 배터리 수명을 연장 할 수있다.
아이디어는 새로운 것이 아닙니다. 예를 들어,크리스탈 라디오는 20 세기가 시작된 이래로 주변에 있었으며 전파로부터 전기를 청소하기 때문에 전용 전원이 필요하지 않습니다. 그러나 현재의 에너지 수확 전략은 매우 효율적이지 않으며 우리 환경의 에너지가 널리 확산되어 밝은 빛,큰 온도 변화 또는 길고 활발한 산책이 상당한 양의 전력을 생산하는 데 필요하며 이는 여전히 그리 많지 않을 수 있습니다.
이제 연구자들은 수확 효율성을 높이고 비용을 낮추는 새로운 방법을 발견했습니다. 개발자는 또한 전화를 걸 때 어느 날 휴대 전화가 주머니에 부스럭 거리는 몇 손가락 탭에서 실행할 수 있도록,훨씬 적은 전력을 사용하는 전자 제품을 만들고있다.
로렌스 버클리 국립 연구소에서 과학자들은 지난 달 바이러스를 사용하여 압력을 전기로 변환하는 장치를 시연했습니다. 이 장치는 기계적으로 변형되거나 스트레스를받을 때 재료에서 전하가 생성되는 현상 인 피에조 전기에 의존합니다. 이 경우,팀은 일반적으로 물질을 만들기 위해 박테리아를 감염시키는 엔지니어링 된 13 바이러스를 사용했습니다.
재미는 50 나노 암페어에서 시작
이 장치는 6 나노 암페어의 전류와 400 밀리 볼트 전위를 생성 할 수 있으며,3 중 배터리의 출력의 약 1/4 이며 눌렀을 때 평방 센티미터 크기의 발전기가있는 작은 단색 액정 디스플레이를 간단히 활성화 할 수 있습니다. 연구진은 자연 나노 기술에 자신의 보고서를 발표했다.
라마 무어 시 라메쉬,이 보고서의 공동 저자 중 한 명은 바이러스가 스스로 재생산하고 나노 미터 규모의 구조를 형성 할 수있어 값 비싸거나 유독 한 화학 물질을 사용할 수있는 기존의 압전 소자에 대한 매력적인 저렴한 대안으로 만들 수 있다고 설명했다. 바이러스 물질은 또한 잠재적으로 발자취와 진동에서 에너지 수확기로 어떤 벽이나 바닥을 돌려,표면에 살포 할 수있다.
지금,바이러스 생성기는 실용적인 전력을 제공하기에는 너무 약하지만,연구자들은 개선을하고 있으며 유용한 제품과 멀지 않다고 말한다.
“우리가 50 에서 70 을 얻는다면,그것은 로큰롤 시간입니다. 그런 다음 그것은 많은 재미입니다.
영국의 연구자들은 최근 압전 발전기,걷기에서 전자를 슬쩍 무릎 보호대를 개발했다. 착용자의 무릎이 구부러지면 장치의 4 개의 금속 베인이”뽑히고”기타 줄처럼 진동하여 전기를 생성합니다.
현재이 장치는 약 2 밀리 와트의 전력을 생산하지만 연구원들은 몇 번의 조정으로 30 밀리 와트에 도달 할 것으로 예상합니다.
미셸 Pozzi,프로젝트의 연구원 및 연구원에서 에너지 수확을 학교에서의 응용 과학에서 크랜필드 대학교,릴리스했다는 그는 기대한 장치 비용£10per unit 면 생산 증가됩니다. 이 연구 결과는 이달 초 스마트 재료 및 구조물에 발표되었습니다.
하지만 텔레비전에 전원을 공급할 수 있습니까?
아직도,시장에 에너지 수확기로 조차,큰 장애물은 감지기,램프 또는 스크린을 강화하기 위하여 충분한 쓸모 있는 전기를 얻고 있습니다. 이 저장 하 고 일관 되 게 작동 유지 하기에 충분 한 그래서 장치 필요 보다 더 많은 전기를 생산 하는 것을 의미 합니다.
“어떤 경우에는,당신은 단지 마이크로 와트 정도를 수확 할 수있다”데이비드 프리먼,텍사스 인스트루먼트의 전원 공급 장치 솔루션 그룹의 수석 기술자는 말했다. “장치가 마이크로 와트가 필요한 경우,당신은 누군가를 위해 아무것도하지 않습니다.”
텍사스 인스트루먼트의 경우,이 솔루션은 더 적은 전기를 사용하는 장치뿐만 아니라 수확기를보다 효율적으로 만드는 것입니다.
“지난 3 년,4 년 또는 5 년 내에 충분한 전기가 유용하고 장치의 에너지가 작동하기에 충분히 낮았다”고 프리먼은 말했다.
수확기의 한 가지 잠재적 용도는 대기 질을 모니터링할 수 있는 센서를 만드는 것이다. 운영자는 해당 정보를 무선으로 수집하여 공간을 효율적으로 가열하거나 냉각 할 수 있습니다. “이러한 응용 프로그램의 대부분의 목표는’필 앤 스틱’이다”센서에 가장 적합한 위치는 멀리 떨어져 어떤 전기 배선에서있을 수 있음을 지적,프리먼은 설명했다. 이러한 위치는 또한 얻을 어려울 수 있습니다,그래서 자주 배터리를 변경하는 것은 그들에게 수확기에 이상적인 사용을 너무 불편합니다.
이를 위해 회사는 훨씬 적은 에너지를 필요로하는 집적 회로와 마이크로 프로세서를 만들고 있습니다.
“모든 세대는 이전 세대보다 적은 전력을 사용한다”고 프리먼은 말했다. “우리가 이 장치에 의해 필요로 한 힘을 아래로 미는 것을 계속하는 때,가을걷이 조각이 그것에 의하여 실제에게 합니다.”
프리먼에 따르면,지배적 인 수확 기술은 작은 태양 광 패널입니다,진동 및 라디오 수확기는 아직 센서와 송신기를 모두 실행하기에 충분한 전력을 캡처하지 않기 때문에. 이 회사는 최근 장치의 작동 수명,약 3~5 년 일치하는 배터리 수명과 실내 조명에서 실행되는 무선 키보드 프로토 타입을 만들었다. 또한,텍사스 인스트루먼트는 일반 운동 주파수가 진동 수확기에 더 적합 할 수있다 산업 장비 및 도로를 모니터링하는 센서를 개발하고있다.
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