Американські вчені успішно протестували перші сонячні елементи на основі графену для живлення температурних датчиків з наднизьким енергоспоживанням. Повністю автономні сенсори здатні працювати роками без заміни батарей.
Яка головна мета дослідження?
Головна мета дослідження — створення мультимодальних систем, які можуть черпати енергію з різних джерел навколишнього середовища: світла, тепла, вібрацій і навіть радіохвиль. Це критично важливо для розвитку “Інтернету речей” (IoT), де мільярди розумних гаджетів мають функціонувати автономно, пише EurekAlert.
Як це працює?
Успіх експерименту залежав від розв’язання двох складних завдань: зниження споживання енергії сенсором до нановат (мільярдних часток вата) і забезпечення його живлення від навколишнього середовища. Команда з Арканзаського університету розробила графенові сонячні комірки, а інженери з Мічиганського університету створили сенсор з екстремально низьким споживанням.
Науковці з’єднали кілька графенових сонячних осередків послідовно для підвищення напруги та використали три конденсатори для накопичення енергії. Ключове досягнення — відмова від традиційної мікросхеми управління живленням і акумулятора. Це дало змогу ще більше знизити споживання енергії та збільшити термін служби системи. Адже конденсатори, на відміну від батарей, не деградують із часом.
Згідно з результатами, конденсатори заряджаються всього за кілька хвилин на світлі, але можуть живити сенсор протягом понад 24 годин без підзарядки.
Де це буде застосовуватися?
Технологія підходить для сценаріїв, де заміна батарейок у датчиках занадто дорога або фізично неможлива:
- Сільське господарство: Моніторинг клімату на полях і відстеження худоби.
- Розумний будинок: Системи сигналізації та датчики протікання, які не потрібно обслуговувати.
- Промисловість: Предиктивне обслуговування обладнання (датчики вібрації і температури).
- Медицина: Носимі фітнес-трекери та медичні імпланти.
Наступним кроком стане створення кінетичного харвестера, який отримуватиме енергію з природних вібрацій графена. Об’єднавши його з сонячним елементом, дослідники планують створити універсальне джерело живлення, що працюватиме в будь-яких умовах.
Ліцензією на комерціалізацію технології володіє компанія NTS Innovations. Інтерес до тестування нових графенових харвесторів уже висловили понад 60 компаній.
Раніше повідомлялося, що в Китаї придумали, чим замінити звичайні сонячні панелі. Дослідники з Інституту напівпровідників Китайської академії наук розробили технологію, яка побила світовий рекорд ефективності та підвищила довговічність сонячних елементів, але не з кремнію, а зовсім з іншого матеріалу.
