تولید برق از تنفس انسان

تولید برق از تنفس انسان با استفاده از نانو

پژوهشگران نانوژنراتور تریبوالکتریک ساختند که می‌تواند حرکت بدن انسان را به  جریان الکتریکی تبدیل کند.

این سامانه‌ی انعطاف‌پذیر می‌تواند حرکت بدن انسان نظیر تنفس او را به جریان الکتریکی تبدیل کند.

این ابزار برای تامین انرژی مورد نیاز ادوات پایش سلامت پوشیدنی قابل استفاده است.

نسخه‌های فعلی باتری‌ها و ابرخازن‌ها که انرژی دستگاه‌های تشخیصی و بهداشتی پوشیدنی را تأمین می‌کنند، نقص‌های زیادی دارند.

از جمله این محدودیت‌ها می‌توان به دانسیته انرژی کم و قابلیت کشش محدود این ادوات اشاره کرد.

این دستاورد کاملاً متفاوت از چیزهایی است که پیش از این به‌دست آمده است.

محققانی که روی توسعه حسگرهای گازی و دیگر دستگاه‌های پوشیدنی کار می‌کنند، همیشه باید این دستگاه‌ها را به یک باتری متصل کنند.

با استفاده از ابر‌خازن‌ها می‌توان حسگر خود را بدون نیاز به باتری تغذیه کرد.

یکی از جایگزین‌های باتری‌ها و میکروابر‌خازن‌ها، دستگاه‌های ذخیره انرژی هستند.

که می‌توانند جایگزین باتری‌های لیتیوم یون در دستگاه‌های پوشیدنی شوند تا مکمل این باتری‌ها باشند.

میکروابرخازن‌های ابعاد کوچکی داشته، دانسیته توان بالایی ایجاد کرده و قابلیت شارژ و تخلیه سریع دارند.

هنگامی که برای دستگاه‌های پوشیدنی به‌‌کار گرفته می‌شوند، ابر خازن‌های معمولی از هندسه‌ ساختاری شبیه ساندویچ برخوردار هستند

که موجب کاهش انعطاف‌پذیری و پیچیدگی فرآیند می‌شوند.

این باعث شد که محققان روی ابزار جدیدی کار کنند تا جایگزین مناسب برای این فناوری را ارائه کنند.

آن‌ها دریافتند که آرایش سلول‌های میکرو ابرخازن در یک طرح مارپیچی و پل جزیرها موجب می‌شود که پیکربندی میکرو ابرخازن به‌گونه‌ای تغییر کند که قابل کشیده شدن در پل‌ها شود و در عین حال، تغییر شکل ناخواسته میکروخازن‌ها در قسمت جزایر کم شود.

با این آرایش، محققان ساختاری ارائه کردند که از آن به‌عنوان «آرایه‌های میکرابرخازن» یاد می‌شود.

با استفاده از طرح پل جزیره، زمانی که سلول‌ها به هم متصل می‌شوند، آرایه‌های میکرو ابرخازن قابلیت انعطاف‌پذیری بیشتری را تجربه می‌کنند و این اجازه را به سیستم می‌دهد تا ۱۰۰ درصد قابل برگشت‌پذیری داشته باشد.

محققان با استفاده از ورقه‌های نازک روی/فسفر و فوم گرافنی سه بعدی طرح پل جزیره‌ای سلول‌ها را تولید و همچنین این سیستم را با یک نانوژنراتور تریبوالکتریک ادغام کردند.

محققان وقتی این ماژول شارژ بی‌سیم مبتنی بر نانوژنراتور تریبوالکتریک را داشته باشند، می‌توانند انرژی را براساس حرکت بدن مانند خم شدن آرنج یا نفس کشیدن و صحبت کردن تولید کنند.

می‌توان از این حرکات روزمره انسان برای شارژ کردن خازن‌های کوچک استفاده کرد.

گردآوری:کیوسک نانو