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為可穿戴設備收集能量的7種創新方法

來源:未知 日期:2019-01-14 點擊:

為可穿戴設備收集能量的7種創新方法
圖片來源:知識共享
 
可穿戴設備有各種形狀和形式。從監測心率和步數到測量血壓和檢測跌倒,這些設備可以執行各種各樣的任務。然而,它們都有一個缺點,那就是無法長時間充電。因此,科學家們正在尋找為可穿戴設備供電的新方法。如果他們成功了,今天的傳統電池將成為過去。
1、研究人員將人體的葡萄糖作為醫用植入物的動力源
華盛頓州立大學(Washington State University)的研究人員開發出一種獨特的燃料電池,可以收集葡萄糖,并將其轉化為足夠的電能,為附著在其上的生物傳感器提供能量。
由于生物燃料電池不使用任何有毒成分,而且據稱更穩定,因此它是安全的,適用于體內的長期應用。
研究人員相信,這項創新技術可以用于開發心臟監測儀、連續血糖監測設備和其他健康可穿戴設備。這種新型傳感器還可以免去檢測某些疾病(如糖尿病)時扎手指的麻煩。
2、紗線電池為智能衣服和可穿戴設備供電
香港的研究人員發明了一種紗線形狀的可充電鋅離子電池,它可以在拉伸、彎曲、切割或用水清洗時產生電能。研究人員相信,這種新型電池可以被編織進充滿傳感器的智能衣服,并集成到商業制造的紡織品中,為電子產品、可穿戴顯示器和醫療植入物提供動力。
這種紗線現在是一組可組合成動力織物的柔性發電和存儲設備中的一員,例如太陽能帶(可編織成織物)、可編織超級電容器以及利用機械能發電的紗線。

 
為可穿戴設備收集能量的7種創新方法
 
3、研究人員開發出可以為可穿戴設備供電的超薄電子紋身
來自卡內基梅隆大學(Carnegie Mellon University)和葡萄牙科因布拉大學(University of Coimbra)的研究人員開發出一種新方法,可以制造出高度靈活、類似紋身的電路,有朝一日可以為可穿戴設備供電。
這一過程使用了一種導電的液態金屬合金的痕跡,這種合金被應用到附著在人體皮膚上的紋身紙上。超薄的電子紋身可以與水一起使用,就像孩子的裝飾紋身可以與濕海綿一起使用一樣。
4、開介孔碳納米纖維可以為柔性功率傳感器提供動力
德國的一個研究小組設計出了下一代金屬空氣電池,這種電池可以很容易地制造成靈活的腕帶狀電池。雖然還需要進一步的研究,但目前的研究已經發現,這些設備可以為下一代靈活、可穿戴和生物適應性電源提供巨大的機會。
5、無線植入式裝置可以用無線電波供電
麻省理工學院的科學家們與布里格姆女子醫院的研究人員合作,開發出了一種新的供電系統,并與植入人體深處的設備進行通信。像這樣的系統可以用于藥物輸送,監測體內狀況,或通過用電或光刺激大腦來治療疾病。
這種由無線電波驅動的植入物可以安全通過人體組織。在實驗室動物身上進行的測試中,研究人員發現,這種波可以為組織中10厘米深、1米遠的設備供電。
6、新的可穿戴設備從低頻振動中獲取能量
賓夕法尼亞州立大學材料研究所和猶他大學的一組研究人員開發出一種可穿戴壓電能量收集器,這種收集器只需在行走或慢跑時擺動手臂就能產生能量。這個手表大小的小裝置,可以產生足夠的電力來運行個人健康監測系統。
通過為可充電電池或超級電容器提供持續的電力,這些設備可以降低更換電池的人工成本,當電池出現故障時,還可以防止電池報廢。
為可穿戴設備收集能量的7種創新方法
圖片來源:賓夕法尼亞州立大學

 
7、電子紙顯示器采用能量采集技術
日本全球印刷公司Toppan Printing Co., Ltd.開發了一種以能量采集技術為動力的電子紙顯示器(EPD)。此EPD可用于在符合EnOcean標準的無電池物聯網(IoT)設備上生成顯示。
EnOcean是一種收集能量的無線技術,通過這種技術,來自外部源(如熱、陽光和振動)的微小能量被收集并轉化為電能。它主要用于建筑自動化系統,也適用于工業、交通、物流和智能家居等其他應用。

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