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科学家希望通过人体自供电设备来解决电池问题

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科学家希望通过人体自供电设备来解决电池问题

发布日期:2017-07-06 13:47 来源:http://www.zbxny.cn 点击:


多年来我们所使用的电子设备变得越来越小,但是在解决电池这个巨大障碍之前,这种趋势将无法继续下去。南加利福尼亚大学电气工程教授Dina El-Damak表示,电池是任何电子系统的瓶颈。其中一个解决方案是创建自供电设备,从运动和体热等来源获得能源,无需内部电池。

对于我们大多数人来说,自供电设备意味着永远不会对我们的手机或Fitbit充电。大多数研究人员关注的关键应用是健康领域,特别是植入式医疗设备,如心脏起搏器等。El-Damak表示:"如果设备依赖电池,更换电池需要手术,所以为医疗设备提供操作是一个巨大的优势,真的可以影响人们的生活。"这也可以帮助大脑植入物等,就像马斯克创办的Neuralink公司希望创造的那样。目前,大多数大脑植入物无法持续使用五年以上。

自供电设备可以有多种方式工作。一种是压电能量,当对某些材料施加压力时,会产生压电能量。在公众想象中更常见的另一种方法是通过运动。但是使用一种仅在运动时才工作的设备是不现实的。所以,对于许多研究人员来说,最好的能量来源是体热或热电发电。

北卡罗来纳州立大学电气工程师Daryoosh Vashaee称,热电发电机可以利用身体与周围环境之间的温度差异来产生能量。去年,他的团队建立了一个很小的设备--一个可以嵌入在衬衫的可穿戴热电发生器(TEGs)。

Vashaee说,体热的明显优点是你不需要做任何事情来发电。但是挑战是你只能一次收获很少的能量。"这些设备基本上只需要几度的温差,有时只需1度或更少。所以当设计使用少量的热量来产生有用的电力时,这些设备必须非常有效。"

北卡罗来纳州立大学旗下的整合式传感器技术先进自供电系统中心(ASSIST)致力于为医疗保健制造低功耗、无电池的电子产品。ASSIST负责人Veena Misra表示,这个研究小组由国家科学基金会资助,并已经研发了一款健康跟踪设备的原型。这种体热装置由橙色腕带和胸部贴片组成。腕带可以监测湿度、温度,甚至空气中的有机化合物等指标。贴片跟踪心率和呼吸频率等。


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