de nossos passos para nossos pressionamentos de Botão, os seres humanos estão constantemente gastando energia, e os pesquisadores estão aproveitando esses movimentos para alimentar o mundo ao nosso redor.
a colheita de energia dos arredores ou atividades, em vez de uma bateria ou tomada de parede, tem algumas vantagens importantes: as fontes de eletricidade são gratuitas e os dispositivos são mais móveis. Isso é particularmente útil para eletrônicos médicos, como bombas de insulina e marcapassos. Colheitadeiras de energia também podem prolongar a vida útil da bateria em smartphones e laptops.
a ideia não é nova. Os rádios de cristal, por exemplo, existem desde o início do século 20 e não precisam de uma fonte de energia dedicada, pois eliminam a eletricidade das ondas de rádio. Mas as estratégias de captação de energia não são muito eficientes, e a energia em nosso ambiente é amplamente difundida, o que significa luzes brilhantes, grandes gradientes de temperatura ou tempo, caminhadas rápidas são necessárias para a produção de uma quantidade apreciável de energia, que pode ainda não ser muito.
agora os pesquisadores são descobertas novas maneiras de aumentar a eficiência da colheita e reduzir custos. Os desenvolvedores também estão fazendo eletrônicos que usam muito menos energia, de modo que um dia seu telefone pode ser executado no farfalhar em seu bolso e alguns toques nos dedos quando você faz uma chamada.No Laboratório Nacional Lawrence Berkeley, cientistas demonstraram um dispositivo no mês passado que usa vírus para traduzir pressão em eletricidade. O dispositivo depende da piezoeletricidade, um fenômeno em que uma carga elétrica é produzida em um material quando é mecanicamente deformada ou estressada. Nesse caso, a equipe usou um vírus M13 projetado que normalmente infecta bactérias para fabricar o material.
A diversão começa em 50 nanoamps
O dispositivo pode produzir 6 nanoamps de corrente e 400 mv de potencial, cerca de um quarto a saída de um triplo-Uma bateria e suficiente para brevemente activar um pequeno monocromático tela de cristal líquido com um quadrado centímetros de tamanho gerador quando pressionado. Os pesquisadores publicaram seu relatório na Nanotecnologia da natureza.Ramamoorthy Ramesh, pesquisador da Divisão de ciência dos materiais da LBNL e um dos coautores do relatório, explicou que os vírus podem se Reproduzir e formar estruturas em escala nanométrica por conta própria, tornando-os uma alternativa atraente de baixo custo aos dispositivos piezoelétricos convencionais, que podem usar produtos químicos caros ou tóxicos. O material do vírus também pode ser pulverizado em uma superfície, potencialmente transformando qualquer parede ou piso em uma colheitadeira de energia a partir de passos e vibrações.No momento, o gerador de vírus é muito fraco para fornecer qualquer poder prático, embora os pesquisadores estejam fazendo melhorias e digam que não estão longe de ser um produto útil.
“se tivermos de 50 a 70 , então é hora do rock ‘N’ roll. Então é muito divertido”, disse Ramesh.Pesquisadores no Reino Unido também desenvolveram recentemente um gerador piezoelétrico, uma cinta de joelho que esfrega elétrons de andar. À medida que o joelho do Usuário se dobra, quatro palhetas de metal no dispositivo são “arrancadas”, que vibram como uma corda de violão e produzem eletricidade.Atualmente, o dispositivo produz cerca de 2 miliwatts de energia, mas os pesquisadores esperam chegar a 30 miliwatts com alguns ajustes.Michele Pozzi, pesquisadora principal do projeto e pesquisadora em colheita de energia na Escola de Ciências Aplicadas da Cranfield University, disse em um comunicado que espera que o dispositivo custe £10 por unidade quando a produção for aumentada. Os resultados foram publicados no início deste mês em materiais e estruturas inteligentes.
mas pode alimentar uma televisão?Ainda assim, mesmo com as colheitadeiras de energia no mercado, o grande obstáculo é obter eletricidade utilizável suficiente para alimentar um sensor, lâmpada ou tela. Isso significa produzir mais eletricidade do que o dispositivo precisa, por isso tem o suficiente para armazenar e permanecer consistentemente Operacional.”Em alguns casos, você pode estar apenas colhendo um microwatt ou mais”, disse David Freeman, tecnólogo-chefe do grupo de soluções de fornecimento de energia da Texas Instruments. “Se o seu dispositivo requer um microwatt, você não está fazendo nada por ninguém.”
para a Texas Instruments, a solução é tornar os dispositivos que usam menos eletricidade e tornar as colheitadeiras mais eficientes.”É apenas nos últimos três, quatro ou cinco anos que a eletricidade relatada é suficiente para ser útil e a energia dos dispositivos é baixa o suficiente para funcionar”, disse Freeman.
um potencial uso para colheitadeiras é a construção de sensores que podem monitorar a qualidade do ar. Os operadores podem coletar essas informações sem fio para aquecer ou resfriar eficientemente seus espaços. “O alvo para a maioria dessas aplicações é ‘peel-and-stick'”, explicou Freeman, observando que a melhor localização para um sensor pode estar longe de qualquer fiação elétrica. Esses locais também podem ser difíceis de chegar, portanto, trocar uma bateria com frequência seria muito inconveniente, tornando-os usos ideais para colheitadeiras.
para este fim, a empresa está fazendo circuitos integrados e microprocessadores que precisam de muito menos energia.”Cada geração usa menos energia do que a geração anterior”, disse Freeman. “À medida que continuamos a empurrar a energia necessária para esses dispositivos, Isso torna a peça de colheita mais prática.”
de acordo com Freeman, a tecnologia de colheita dominante são pequenos painéis fotovoltaicos, uma vez que as colheitadeiras Vibracionais e de rádio ainda não capturam energia suficiente para operar o sensor e o transmissor. A empresa recentemente fez um protótipo de teclado sem fio que funciona com iluminação interna com uma duração de bateria que corresponde à vida útil do dispositivo, cerca de três a cinco anos. Além disso, a Texas Instruments está desenvolvendo sensores para monitorar equipamentos industriais e estradas, onde as frequências de movimento regulares podem ser mais adequadas para colheitadeiras vibracionais.
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