Университет Арканзаса и Мичигана: графеновый сборщик энергии питает температурный датчик без батареи

Исследователи из Университета Арканзаса и Университета Мичигана сообщили о сборщике энергии на основе графена, который использует фоновое излучение для питания сверхмаломощного температурного датчика, пишет news.uark.edu. uark.edunews.uark.edunews.uark.eduОткрыть источник ↗ Это второй датчик такого рода у команды: ранее она сообщала о графеновых солнечных элементах, способных питать температурные датчики. Статья опубликована в Journal of Vacuum Science and Technology B.

Общая цель команды — автономные датчики, получающие энергию из нескольких источников среды: солнечного, теплового, акустического, кинетического, нелинейного и фонового излучения. Заданы три требования: локально собираемая энергия, длительная работа без обслуживания, потенциально десятилетия, и работа на нановаттном уровне мощности. По данным университета, последний датчик удовлетворяет всем трём.

Как работает графеновый сборщик энергии

Датчик рассчитан на стандартную для США частоту сети 60 Гц. Графеновый индуктор собирает энергию магнитных полей, создаваемых силовыми линиями. Его сигнал поступает в специальную схему, которая преобразует переменный ток в постоянный и заряжает конденсаторы датчика. New Atlas добавляет, что в индукторе есть стальной сердечник, схема основана на умножителе напряжения Кокрофта — Уолтона, а энергия хранится в трёх конденсаторах, а не в аккумуляторе.

Профессор физики Университета Арканзаса Пол Тибадо сказал, что индуктор добавляет заряд в конденсаторы медленно, но быстрее, чем его расходует датчик. При отключении питания датчик продолжает брать заряд из конденсаторов. По его оценке, он легко проработает 24 часа, вероятно, неделю. uark.edunews.uark.edunews.uark.eduОткрыть источник ↗

Применение и лицензирование

Температурные датчики служат доказательством концепции. Тибадо видит возможные применения в отслеживании товаров, мониторинге атмосферы, управлении автопарком, контроле почвы и носимых фитнес-устройствах, медицинском сопровождении. Поскольку батареи не нужны, снижаются стоимость, трудозатраты и отходы, связанные с их заменой. Конечная цель — многорежимные датчики, сочетающие источники, например фоновое излучение и кинетическое движение: один источник резервирует другой при перебоях.

Первый автор — MD Rezaul Kabir, аспирант программы материаловедения и инженерии. Графеновые сборщики энергии — изобретение Тибадо, автора для переписки. Среди соавторов из Мичигана — Дэвид Блаау, профессор электротехники и компьютерных наук.

Компания NTS Innovations владеет исключительной лицензией на разработку сборщиков в коммерческие продукты и финансировала патентование, бизнес-планы, поиск партнёров и работу с клиентами. Более 60 сторон выразили интерес к тестированию технологии и её интеграции в свои применения. uark.edunews.uark.edunews.uark.eduОткрыть источник ↗