Джерела енергії для гаджетів майбутнього

Недорогі стають меншими за розмірами, незважаючи на очевидні анатомічні обмеження людини. І поступово стають все більш зносними, ближче до тіла. Яскравими прикладами є фітнес-трекери, які зайняли місце зап'ястних годинників, пристосованих від використання масовим розподілом мобільних телефонів. Тепер годинник, перегрупований і отримав армування, пішов на наступ у вигляді «розумного». Окуляри, також пішли під землею завдяки контактним лінзам, можна незабаром затягнути після годинника.

Звичайно, це не обмеження. У найближчому майбутньому ми очікуємо виникнення ще більш компактних гаджетів. Вони можуть навіть використовувати тіло людини. І більш гострий повинен бути проблемою гаджетів живлення. З одного боку шліфування елементної бази може призвести до зменшення споживання енергії. З іншого боку, акумулятори також повинні бути зменшені за розміром, щоб якось зберегти компактність і витонченість продукції. І все стане ще більш складним, якщо ви використовуєте організм людини як активний компонент самого гаджета. Таким чином, зараз час звертати увагу на альтернативні способи електропостачання, які можуть стати хорошою допомогою.

Зокрема, ми розглянемо використання тепла тіла людини, поту та каналізованого світла.

Звичайна щотижнева зарядка гаджетів може бути незручною для деяких зношених гаджетів. І в деяких випадках, наприклад, імплантовані пристрої, неможливі. У той же час досвід Neil Harbisson (Neil Harbisson), який в 2004 році під час підземної операції імплантував пристрій на 30-см кронштейні в голові, що дозволяє відрізняти кольори, широко розгромився. Справа в тому, що Neal страждає від рідкісного генетичного розладу, вираженого при відсутності колірного бачення. Звісно, він не мав можливості відрізняти кольори. Коротко зображення з камери перетворюється в звуки різних частот залежно від записаних кольорів. І Harbisson навігує різнокольоровий світ цими звуками, які транслюються імплантатом.

У 2013 році Harbisson модернізував для додавання модуля Bluetooth, що дозволило йому завантажувати зображення з мобільного телефону, що інші люди відправили його. Гарбіссон також стала першою особою, яка офіційно визнана кіборгом – британським паспортним сервісом. Але також на його прикладі він продемонстрував особливості імплантованих гаджетів «експлуатація».

Безсумнівно, рано чи пізно, використання зношеної електроніки станеться, якщо не тренд, то абсолютно звичайне явище. Причина проста - це дуже зручно. Це набагато простіше закріпити, клеїти, імплантувати або навіть татуювання певного гаджета. Наприклад, не можна забути, втрачені, скидаються в воді, випадково сидять на ньому і дробнуть.

Заспокійливі гаджети вже міцно зарекомендували себе на ринку, використовуючи різноманітні способи «монтування»: браслети, наклейки, затискачі, підвіски, імплантовані датчики та «розумні» одяг, що включають в себе ткані та пришиті електронні компоненти. Можливо, всі можливі способи вже спробували.

І вже є основна проблема зносних гаджетів (або ж) живлення. Не навіть підвищення енергоефективності. У разі традиційних смартфонів, планшетів та інших пристроїв досить просто покласти їх на заряд в ніч, але це не завжди зручно для носіння гаджетів. Що про імплантовані пристрої? Живлення та зміна акумуляторів?

Звісно, вчені продовжують працювати над зменшенням споживання енергії гаджетів. Наприклад, цей чіп виглядає дуже перспективним, що може радикально поліпшити ситуацію. І якщо цей розвиток є успішним, навіть енергія від «навколишнього середовища» буде досить довго працювати на пристрої. Можливо, спочатку буде використовуватися крім основного акумулятора.

Всі потенційні зовнішні джерела енергії для гаджетів можуть бути розділені на п'ять типів: фотоелектричні (світло), термоелектричні (тепло), п'єзоелектричні (механічний тиск / стиснення), електродинамічні (вібрація / рух) та біологічні (органічна хімія, наприклад, використання жиру або поту). Дозени досліджень проводилися за останні 2-3 роки, щоб вимірювати прогрес у всіх п'яти категоріях. Але майже весь прогрес залишається обмеженим для стін плити, з кількома винятком, як біометричні навушники.

На додаток до науково-технічних труднощів використання зовнішніх джерел енергії є важливим чинником психологічної непідготовки споживачів. Пристрої, які «подаються» нагрів нашого тіла або інших видів енергії, стануть більш прийнятними для людей тільки після того, як при носінні гаджетів стають знайомими, як сучасні смартфони. Перші покоління зносних акумуляторів все ще використовують традиційні акумуляторні батареї, але протягом декількох років споживачі будуть готові до наступного кроку.

Альтернативна енергія, проте, далеко від ключа. Наукові та технологічні досягнення залишаються основною силою водіння за введенням альтернативних джерел енергії. Найперспективніші напрямки сьогодні:

• Перетворення тепла людини в електрику за допомогою скловолокна. Розроблено лабораторний зразок термоелектричного генератора з товщиною близько 500 мкм і щільністю близько 0,13 г/см2. Мінімальний радіус вигину становить 20 мм і продуктивність генератора не змінюється протягом 120 циклів вигину.

• Легка каналізація за допомогою фотоелектричних органічних клітин, що плетені в тканину. Вони гнучкі і м'які ділянки на тканинах до 5 см2. На сьогоднішній день їх ефективність становить близько 1,79%, в яскравому сонці щільність виробленого струму досягає 13.11 мА / см2.

• Перетворення лактатів з людського поту в електрику через «біотаторинг». Це не класична тату, але тимчасове покриття речовини, в якій виробляється електрика під час хімічної реакції. Тепер вчені досягали виробництва близько 4 мікроватів з контактною зоною шкіри 6 мм2. Використання більших татуювань, можна було доходити до 70 мікроватів.

• Використання радіомагнітних полів для безпроводових біометричних імплантатів та пристроїв «сампередприпустимих» призначених лікарських засобів.



Ми можемо самі зателефонувати одержувачу і узгодити зручний час і місце вручення квітів, а якщо необхідно, то збережемо сюрприз. Звичайно, якщо ми говоримо про медичні пристрої, то в першу чергу нові технології будуть використовуватися для некритиків для цілей життя, безумовно, не для темпераментів.

Впевнений, ефективність перших альтернативних харчових систем буде низькою. Можливо, 90% часу вони зберігатимуть енергію, що робить невеликий внесок у загальний блок живлення пристроїв. Але один день буде змінюватися, і ми будемо носити акумулятори і батареї тільки для безпеки. А гаджети чудово підійдуть без них.

Брав новий світ.

Припустимо, що протягом наступних шести місяців або року можна радикально збільшити ефективність описаних технологій. Які з них можна використовувати в сучасних пристроях, наприклад, нове покоління YotaPhone? Найбільш очевидними є термоелектрика і фотоелектрика.

Інтеграція в тіло зовнішніх нагрівальних елементів смартфона значно подовжить роботу пристрою. І не потрібно тримати його в руках весь час, досить і кишеню, просто ближче до тіла. Крім того, на інтенсивному навантаженні набуває все інше значення. Замість висадки опалювальних приладів, його можна використовувати для живлення самого пристрою. Чистий відновлення.

У разі фотоелектричної технології, які частіше використовують смартфон в досить яскравому освітленні. Хоча це не додає комфорту при роботі з традиційними РК-дисплейами, вигідно при роботі з ЕПД, електронним чорнилом. Логічно розмістити світлоабсорбуючі елементи на кінцях пристрою. В якості альтернативного рішення ви можете подумати про швидке видалення фотоелектричних випадків для смартфонів, які генерують енергію в світлі і відразу ж заряджають їх вміст індукційним способом.

І які шляхи реалізації альтернативних технологій смартфона приходять на ваш погляд?

Джерело: habrahabr.ru/company/yotadevices/blog/237049/