【技術(shù)前沿】無需電池和充電機,可穿戴設(shè)備可實現(xiàn)自生電
近20年來,可穿戴設(shè)備飛速發(fā)展,而這種移動設(shè)備的充電機充電供應方案一直受限于電池技術(shù)的進步。
現(xiàn)有穿戴設(shè)備只能靠電池供電,但是電池有其一些致命的缺陷,比如安全性,有起火的危險;容量不夠,你需要反復使用充電機充電;壽命不夠,使用1-2年后設(shè)備就會因為電池壽命而報廢。
如果有一種創(chuàng)新的供電方式來代替電池,將對可穿戴產(chǎn)業(yè)帶來全新的一種使用體驗。
美國佐治亞理工學院的科研團隊,發(fā)明了一種靠摩擦生電的供電方案,根據(jù)“摩擦生電”原理,該模型經(jīng)摩擦后產(chǎn)生原子運動產(chǎn)生電量。摩擦生電來源于不同材料之間的摩擦接觸,比如羽毛和玻璃經(jīng)摩擦后,玻璃因為更高的吸附原子能力,成為正極,而羽毛則成為負極。
美國佐治亞理工學院的科研團隊找到了一種讓材料受擠壓在一起而產(chǎn)生電量的方法。兩種材料卷繞在一起因受到機械運動能量而產(chǎn)生電量。電量的轉(zhuǎn)化率在50%-85%,很巧合的是,這種結(jié)合的方式只能適用于類似穿戴手環(huán)的卷繞結(jié)構(gòu)。
摩擦生電原理簡單,但是如果商用,還是要有創(chuàng)新的設(shè)計,美國佐治亞理工學院的科研團隊繼續(xù)創(chuàng)新了一種自適應的發(fā)電裝置,這種裝置比之前的固體材料發(fā)電更加實用。
新的裝置采用一種導電液體和帶彈性的聚合物外被,這種裝置發(fā)電的轉(zhuǎn)化率與固體發(fā)電相比,超過了300%。這種液體也可以采用日常的水作為發(fā)電的電極實用。
科研團隊對這種創(chuàng)新應用做了大量的仿真應用,特別是在人類手腕上進行了相關(guān)的測試。據(jù)說該裝置最大可以點亮80顆LED燈珠,如果是有這么大的電量,應該足以驅(qū)動一個常規(guī)的穿戴設(shè)備。在實際應用中,可以把發(fā)的電量,儲存到微型電池或者電容器中,以實現(xiàn)源源不斷的工作。
應用仿真示意圖
電壓產(chǎn)生原理圖
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