ساخت ابزارهای هوشمند بدون باتری با استفاده از مواد سبز و زیست سازگار و توسط محققان امپریال کالج لندن و دانشگاه Soochow چین و دانشگاه کمبریج انجام شد .
محققان مواد سازگار با محیط زیست را توسعه داده‌اند که می‌تواند انرژی کافی را ، به منظور تامین انرژی برق دستگاه‌های هوشمند بی سیم ، از نور داخلی ( چراغ‌های موجود در منازل ) دریافت کند . محققان این تیم یافته‌های خود را در ۱۳ نوامبر ۲۰۲۰ در مجله Advanced Energy Materials گزارش کردند . شکل زیر جزئیات این مقاله را نمایش می‌دهد .
چرا به ساخت ابزارهای هوشمند بدون باتری نیازمندیم ؟
ما به طور فزاینده‌ای از ابزارهای هوشمند مانند تلفن‌های هوشمند ، بلندگوهای هوشمند و حسگرهای سلامتی و تندرستی پوشیدنی در منازل ، دفاتر و ساختمان‌های عمومی خود استفاده می‌کنیم . باتری‌هایی که این ابزارها استفاده می‌کنند حاوی مواد شیمیایی مضری برای محیط زیست ( مواد سمی و نادر ) هستند و به سرعت تخلیه می‌شوند ؛ بنابراین محققان به دنبال روش‌های بهتری برای تامین انرژی ( برق ) در این دستگاه‌ها هستند . یکی از راه‌های تامین انرژی در ابزارهای هوشمند تبدیل نور داخلی ساختمان‌ها ( بعنوان مثال نور لامپ‌های معمولی ) به انرژی است . این روش مشابه روش جمع آوری نور خورشید ( انرژی ) توسط صفحه‌های خورشیدی معروف به فتوولتائیک خورشیدی است . بدلیل خواص مختلف منابع نور ( در این دو روش ) ، مواد مورد استفاده در صفحات خورشیدی برای دریافت و جمع آوری نور داخل خانه مناسب نیست .
جزئیات ساخت ابزارهای هوشمند بدون باتری
در این پژوهش ، محققان امپریال کالج لندن ( Imperial College London ) ، دانشگاه Soochow در چین و دانشگاه کمبریج ( Cambridge ) دریافته‌اند که مواد سبز ( Green materials ) جدیدی که در حال حاضر برای صفحات خورشیدی نسل بعدی توسعه یافته است ، می‌تواند برای جمع آوری نور داخل خانه مفید باشد .
دکتر Robert Hoye همکار نویسنده مقاله بیان کرد : ” با جذب موثر نور ناشی از لامپ‌هایی که معمولا در خانه‌ها و ساختمان‌ها یافت می‌شوند ، مواد مورد بررسی ما می‌توانند با یک بازده مناسب در محدوده فن آوری‌های تجاری نور را به الکتریسیته تبدیل کنند . ما همچنین چندین پیشرفت احتمالی را شناسایی کرده‌ایم که به این مواد اجازه می‌دهد در آینده‌ای نزدیک عملکرد فن آوری‌های فتوولتائیک داخلی را پشت سر بگذارند ” .
تیم توسعه و ساخت ابزارهای هوشمند بدون باتری از مواد پروسکایت که به منظور رفع مشکلات موجود در سلول‌های خورشیدی نسل بعدی توسعه یافته‌اند ، الهام گرفته و آن را مورد بررسی قرار داده‌اند . اگرچه ساخت پروسکایت نسبت به صفحات خورشیدی مبتنی بر سیلیسیم ارزان‌تر است و بازدهی مشابهی دارد ؛ اما پروسکایت‌ها حاوی مواد سرب سمی هستند .
این امر باعث توسعه مواد الهام گرفته از پروسکایت شد که بر پایه عناصر ایمن‌تری ( نسبت به سرب ) مانند بیسموت و آنتیموان ساخته شده است . این مواد الهام گرفته از پروسکایت علی رغم سازگاری بالایی که با محیط زیست دارند ، در جذب نور خورشید به اندازه کافی کارآمد نیستند . با این حال ، تیم تحقیق دریافت که این مواد در جذب نور داخل خانه بسیار کارآمدتر ( بازدهی که برای کاربردهای تجاری امیدوار کننده است ) عمل می‌کنند . نکته بسیار مهم این است که محققان نشان دادند که توان ( برق ) تامین شده توسط این مواد تحت نور داخلی ، برای اداره مدارهای الکترونیکی کافی است .
اثرات ساخت ابزارهای هوشمند بدون باتری در فناوری
پرفسور Vincenzo Pecunia همکار مقاله از دانشگاه Soochow بیان کرد : ” کشف ما جهت جدیدی را در زمینه جستجوی مواد سبز ، برای تامین انرژی پایدار در دستگاه‌های هوشمند ایجاد می‌کند . علاوه بر ماهیت سازگار با محیط زیست ، این مواد می‌توانند به طور بالقوه بر روی زیرلایه‌های غیر معمول مانند پلاستیک‌ها و پارچه‌ها ، که با فن آوری‌های رایج ناسازگار هستند ، پردازش شوند . بنابراین ، مواد الهام گرفته از پروسکایت بدون سرب می‌توانند به زودی ابزارهای بدون باتری را در زمینه پوشیدنی‌ها ( Wearables ) ، پایش سلامت ، خانه‌های هوشمند و شهرهای هوشمند فعال کنند ” .
خلاصه خبر ساخت ابزارهای هوشمند بدون باتری در فناوری
جمعی از محققان با الهام از پروسکایت‌ها موادی را توسعه داده‌اند که می‌تواند نور موجود در داخل ساختمان‌ها را جذب کند و آن را به انرژی الکتریسیته تبدیل کند . این مواد به منظور استفاده در ابزارهای هوشمند بی سیم توسعه یافته است . ابزارهای هوشمندی که با این مواد ساخته شوند نیازی به باتری نخواهند داشت .
منبع خبر : سایت www.sciencedaily.com
تاریخ انتشار خبر : ۳۰ آبان ماه ۱۳۹۹
کد خبر : ۲۲۴۵
