Самозареждащата се влага батерия обещава носещи устройства, захранвани с пот

Сподели

Според някои изследователи половината от слънчевата енергия, която къпе Земята в топлина, отива в един-единствен процес, според някои изследователи: изпаряване на водата, която покрива около 71 процента от нашия крехък син мрамор. Австралийската компания Strategic Elements иска тази енергия обратно и работи с Университета на Нов Южен Уелс и CSIRO за разработването на гъвкава технология за самозареждане на батериите, която събира електрическа енергия от влага във въздуха за директно захранване на устройства, без изобщо да е необходимо да се включва ги вътре.

Акциите на компанията скочиха с повече от 40 процента на австралийската фондова борса днес, след като обяви това, което тя нарича “стъпка промяна” в тази технология за самозареждане, увеличавайки капацитета на електрическото й зареждане от диапазона на милиамперчаса до амперчаса. Strategic Elements нарича тази технология „Energy Ink“ и казва, че е незапалима, създадена от безопасни, зелени и устойчиви материали и че може да бъде отпечатана върху гъвкава пластмаса.

Един непосредствен пазар, към който е насочен: фитнес устройства, захранвани с батерии. Човешкото тяло произвежда много влага в течение на един ден, ще забележите – особено когато тренирате. Компанията казва, че тази технология, захранвана от влажност, вече прави повече от достатъчно енергия, за да работи “повечето съществуващи устройства в големите 10 милиарда долара Електронен пластир за кожата пазар“, и че очаква да има технологичен демонстратор, който да работи до третото тримесечие тази година, за да докаже, че може да свърши работата, захранвайки устройства, които никога не трябва да се поставят на зарядно устройство, освен вашата собствена изпотена кожа.

Влагата, приложена към едната страна на клетката, причинява миграция на H+ протони към сухата страна, създавайки разделяне на заряда

Университет на Нов Южен Уелс

Как работи? Е, Strategic Elements не разработва много на уебсайта си, освен да каже, че използва графенов оксид и е в процес на разработка съвместно с UNSW и CSIRO. Включихме нашия Google-Fu, успяхме да изкопаем скорошно проучване за гъвкави, печатаеми влаго-електрически генератори (MEG) на базата на графенов оксидавтор на екип основно от училището по материалознание и инженерство на UNSW и старши научен сътрудник в CSIRO, публикуван миналия месец в рецензираното списание Нано енергия. Един от авторите е д-р Dewei Chu, когото компанията споменава като ръководител на екипа, с който работи. Така че макар това да не е непременно точната технология, която Strategic Elements работи за комерсиализацията, изглежда много вероятно тя да е свързана.

Прототипните MEG модули в това проучване вече са доказали, че са способни да захранват надеждно калкулатори и малки сензори. Според проучването, двойка електроди – сребърна паста и FTO стъкло, в този случай – са прикрепени към хидрофилен “функционален слой” от графенов оксид. Протоните във функционалните групи в този слой се имобилизират, когато е сух. Когато има значителен градиент на влажност между двете страни на устройството, едната страна започва да абсорбира водни молекули от въздуха, йонизирайки ги в процеса и това започва да причинява дисоциация във функционални групи като COOH (карбоклова киселина), освобождавайки положително – заредени водородни йони или хидрони.

Има по-висока концентрация на хидрони на влажната страна на функционалния слой, отколкото на сухата страна, така че хидроните мигрират към сухата страна, създавайки разделяне на заряда и генерирайки напрежение на електродите. Ако влагата от влажната страна се отстрани, хидроните мигрират обратно в тази посока и се рекомбинират с функционални групи. Целият процес се задейства от наличието на градиент на влага и се обръща от липсата на такъв.

Всички тези генератори на влага-електричество (MEG), от които се нуждаят, е градиент на влажност, за да започнат да произвеждат електричество
Всички тези генератори на влага-електричество (MEG), от които се нуждаят, е градиент на влажност, за да започнат да произвеждат електричество

Университет на Нов Южен Уелс

Чрез третиране на графеновия оксид със солна киселина, този екип успя да генерира максимум 0,85 V и 92,8 μA на квадратен сантиметър повърхност, резултат, който отбелязва като „сред най-високите стойности, докладвани досега“ за MEG. Сглобяването на тези модули последователно или паралелно умножи тяхната мощност без загуба, позволявайки на екипа да захранва малки устройства. За да докажат неговата гъвкавост, изследователите изработиха батерия върху парче въглероден плат, след което я огънаха от 0 до 120 градуса за период от една секунда и повториха този процес 2000 пъти. В края на процеса MEG все още генерираше 93 процента от максималното напрежение, с което започна.

Така че, да, макар да не знаем колко близко е това изследване до продукта Energy Ink, изглежда обещанията на компанията са в рамките на възможностите и в зависимост от това колко добре това устройство взаимодейства с човешката кожа и солена пот, има редица на носимата електроника “Захранвана от влага” може да започне да се появява през следващите години. Strategic Elements казва, че нейната батерия с влага в ампер-час е с размери около 36 квадратни см (~6 кв. инча). Ще се опита да произведе тестова единица от 100 кв. см (15,5 кв. инча) в рамките на няколко месеца и пише, че UNSW има принтер, способен да произведе масив до 3 кв.м (32,3 кв. фута).

Лабораторни тестови клетки, използвани за захранване на джобен калкулатор
Лабораторни тестови клетки, използвани за захранване на джобен калкулатор

Университет на Нов Южен Уелс

„Неотдавна мнозина казаха, че е невъзможно да се произвежда каквато и да е използваема енергия от влага“, каза неназован представител на компанията в регулаторно съобщение на ASX. „За нас сега реалистично да се насочим към генерирането на електрическа енергия в ампер-часов диапазон единствено от влажността във въздуха е огромно постижение. Нашата технология не разчита на редки материали и не носи рискове за безопасността, а освен това може да осигури гъвкавост на електроника.

„Има очевиден краткосрочен целеви пазар на електронни лепенки за кожа, но ние също така сме развълнувани, че очевидно сме в ранния етап на тестване на основните горни граници на тази технология. Настоящият успех е доказателство за силната връзка, развита между компанията , професор Dewei Chu и неговият екип в UNSW, разработени през годините на съвместно разработване на електронно мастило.”

Очарователни неща наистина!

Източник: Стратегически елементи



Публикациите се превеждат автоматично с google translate


Сподели