Tin tức Vũ trụ TV

Loại pin mặt trời trong nhà mới cho các thiết bị kết nối thông minh

Ngày:
Th3 05, 2020
Tóm lược:

Trong một tương lai nơi hầu hết mọi thứ trong cuộc sống hàng ngày của chúng ta được kết nối thông qua internet, các thiết bị và cảm biến sẽ cần phải chạy mà không cần dây hoặc pin. Các nhà nghiên cứu trình bày một loại pin mặt trời nhạy cảm với thuốc nhuộm mới thu hoạch ánh sáng từ đèn trong nhà.

Share:
CÂU CHUYỆN ĐẦY ĐỦ

Trong một tương lai nơi hầu hết mọi thứ trong cuộc sống hàng ngày của chúng ta được kết nối thông qua internet, các thiết bị và cảm biến sẽ cần phải chạy mà không cần dây hoặc pin. Các nhà nghiên cứu trình bày một loại pin mặt trời nhạy cảm với thuốc nhuộm mới thu hoạch ánh sáng từ đèn trong nhà.

Trong một tương lai nơi hầu hết mọi thứ trong cuộc sống hàng ngày của chúng ta được kết nối thông qua internet, các thiết bị và cảm biến sẽ cần phải chạy mà không cần dây hoặc pin. Trong một bài viết mới trên Science Science , các nhà nghiên cứu từ Đại học Uppsala trình bày một loại pin mặt trời nhạy cảm với thuốc nhuộm mới thu hoạch ánh sáng từ đèn trong nhà.

Internet of Things, hay IoT, đề cập đến một mạng lưới các thiết bị và ứng dụng vật lý được kết nối qua internet. Ước tính đến năm 2025, nhiều khía cạnh trong cuộc sống của chúng ta sẽ được trung gian thông qua 75 tỷ thiết bị IoT, phần lớn trong số đó sẽ được đặt trong nhà. Việc cài đặt rộng rãi các thiết bị IoT như vậy đòi hỏi các thiết bị phải tự chủ, nghĩa là chúng không còn cần pin hoặc kết nối lưới để hoạt động. Để đạt được điều này, điều quan trọng là phải xác định nguồn năng lượng bảo trì thấp cục bộ có thể cung cấp năng lượng cục bộ cho các thiết bị IoT, đặc biệt là trong điều kiện môi trường xung quanh.

Hướng tới mục tiêu này, một nhóm nghiên cứu do Marina Freitag, trợ lý giáo sư tại Khoa Hóa học, Đại học Uppsala, đã phát triển các tế bào quang điện trong nhà mới có thể chuyển đổi tới 34% ánh sáng khả kiến ​​thành điện năng để cung cấp năng lượng cho nhiều cảm biến IoT . Nhóm nghiên cứu đã thiết kế các tế bào quang điện nhạy cảm với thuốc nhuộm mới dựa trên chất điện phân phức đồng khiến chúng trở nên lý tưởng để thu hoạch ánh sáng trong nhà từ đèn huỳnh quang và đèn LED. Các kết quả hứa hẹn mới nhất thiết lập các pin mặt trời nhạy cảm với thuốc nhuộm là những người đi đầu về hiệu quả chuyển đổi năng lượng trong điều kiện ánh sáng xung quanh, vượt trội so với silicon và pin mặt trời thông thường được làm từ vật liệu kỳ lạ.

Nghiên cứu hứa hẹn sẽ cách mạng hóa cảm biến kỹ thuật số trong nhà cho nhà kính thông minh, văn phòng, kệ, gói và nhiều vật thể thông minh hàng ngày khác cho Internet of Things.

Freitag nói: “Biết được quang phổ của các nguồn sáng này có thể điều chỉnh thuốc nhuộm đặc biệt để hấp thụ ánh sáng trong nhà. Trong khi tạo ra một lượng năng lượng lớn, các quang điện trong nhà này cũng duy trì điện áp cao dưới ánh sáng yếu, điều này rất quan trọng để cung cấp năng lượng cho các thiết bị IoT”.

Hợp tác với Đại học Kỹ thuật Munich, các nhà nghiên cứu đã thiết kế thêm một hệ thống ‘quản lý năng lượng’ thích ứng cho các cảm biến IoT chạy bằng năng lượng mặt trời. Trái ngược với các đối tác giới hạn pin của chúng, các thiết bị điều khiển ánh sáng được cung cấp thông minh từ lượng ánh sáng có sẵn. Khối lượng công việc tính toán được thực hiện theo mức độ chiếu sáng, giảm thiểu tổn thất năng lượng trong quá trình lưu trữ và do đó sử dụng tất cả năng lượng ánh sáng đến mức tối đa có sẵn của nó. Kết hợp trí tuệ nhân tạo và học tập tự động, hệ thống pin mặt trời có thể giảm mức tiêu thụ năng lượng, lãng phí pin và giúp cải thiện điều kiện sống chung.

Trong tương lai, các nhà khoa học hy vọng rằng hàng tỷ thiết bị IoT tự cung cấp năng lượng từ pin mặt trời trong nhà sẽ cung cấp mọi thứ từ thông tin môi trường đến thông tin liên lạc giữa người và máy. Các cảm biến tiên tiến như vậy có thể tăng cường hơn nữa làn sóng robot và hệ thống tự trị tiếp theo hiện đang được phát triển.

Máy thu hoạch ánh sáng xung quanh cung cấp một thế hệ mới các thiết bị IoT tự cấp nguồn và thông minh được cung cấp bởi nguồn năng lượng mà phần lớn chưa được khai thác. Sự kết hợp giữa hiệu quả cao và chi phí thấp với các vật liệu không độc hại cho quang điện trong nhà có tầm quan trọng tối đa đối với tính bền vững của IoT.


Nguồn truyện:

Tài liệu được cung cấp bởi Đại học Uppsala . Lưu ý: Nội dung có thể được chỉnh sửa cho kiểu dáng và độ dài.


Tạp chí tham khảo :

  1. Hannes Michaels, Michael Rinderle, Richard Freitag, Iacopo Benesperi, Tomas Edvinsson, Richard Socher, Alessio Gagliardi, Marina Freitag. Các tế bào năng lượng mặt trời nhạy cảm với thuốc nhuộm dưới môi trường học năng lượng ánh sáng xung quanh: hướng tới các cảm biến thông minh tự trị cho internet của vạn vật . Khoa học hóa học , 2020; DOI: 10.1039 / C9SC06145B

Bài viết liên quan

Bài viết khác