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【技术前沿】无需电池和充电机,可穿戴设备可实现自生电

2017-5-26 10:06:48      点击:

近20年来,可穿戴设备飞速发展,而这种移动设备的充电机充电供应方案一直受限于电池技术的进步。


现有穿戴设备只能靠电池供电,但是电池有其一些致命的缺陷,比如安全性,有起火的危险;容量不够,你需要反复使用充电机充电;寿命不够,使用1-2年后设备就会因为电池寿命而报废。


如果有一种创新的供电方式来代替电池,将对可穿戴产业带来全新的一种使用体验。

无需电池和充电机,可穿戴设备可实现自生电


美国佐治亚理工学院的科研团队,发明了一种靠摩擦生电的供电方案,根据“摩擦生电”原理,该模型经摩擦后产生原子运动产生电量。摩擦生电来源于不同材料之间的摩擦接触,比如羽毛和玻璃经摩擦后,玻璃因为更高的吸附原子能力,成为正极,而羽毛则成为负极。


美国佐治亚理工学院的科研团队找到了一种让材料受挤压在一起而产生电量的方法。两种材料卷绕在一起因受到机械运动能量而产生电量。电量的转化率在50%-85%,很巧合的是,这种结合的方式只能适用于类似穿戴手环的卷绕结构。




摩擦生电原理简单,但是如果商用,还是要有创新的设计,美国佐治亚理工学院的科研团队继续创新了一种自适应的发电装置,这种装置比之前的固体材料发电更加实用。


新的装置采用一种导电液体和带弹性的聚合物外被,这种装置发电的转化率与固体发电相比,超过了300%。这种液体也可以采用日常的水作为发电的电极实用。

无需电池和充电机,可穿戴设备可实现自生电





科研团队对这种创新应用做了大量的仿真应用,特别是在人类手腕上进行了相关的测试。据说该装置最大可以点亮80颗LED灯珠,如果是有这么大的电量,应该足以驱动一个常规的穿戴设备。在实际应用中,可以把发的电量,储存到微型电池或者电容器中,以实现源源不断的工作。

无充电机自充电应用仿真示意图



应用仿真示意图


无充电机自充电电压产生原理图

电压产生原理图