바카라 족보 유형의 환경 발전 기술을 개발했습니다 "습도 변동 배터리"

바카라 족보 유형의 환경 발전 기술을 개발했습니다 "습도 변동 배터리"

2022/01/31

바카라 족보 유형의 환경 발전 기술 개발 된 "습도 가변 바카라 족보" 습도 변화를 사용하여 "어디서나"를 목표로하는

iot (사물 인터넷) ERA도착 - 다양한 장치가 인터넷에 연결되어 있습니다비즈니스의 큰 변화사람들의 라이프 스타일을 극적으로 바꾸자라고합니다 IoT의 확산을위한 기술 개발은 많은 분야에서 수행되고 있지만 미래의 개발의 주요 열쇠를 보유 할 것이라고 믿어집니다다양한 터미널 장치를 실행하는 전원 공급 장치 문제또한 IoT가 계속 발전하는 동안탈탄화 사회를 목표로하는 사회적 움직임빠르게 증가하고 있으며 재생 에너지 사용에 대한 기대는 점점 더 증가하고 있습니다 이 중에서 가장 인기있는 전원 공급 장치 시스템은 주목을 끌고 있습니다바카라 족보에 존재하는 소량의 에너지를 추출하는 "바카라 족보 발전"Aist가 오늘 발표 한 방법은공기의 습도 변화를 포착하고 전기를 생성하는 "습도 변동 바카라 족보"라고합니다 배터리 개발 방법 전문가가 아닌 연구원들은 바카라 족보 아이디어로 개발되었으며 전통적인 아이디어에 구속되지 않았습니다장소 나 시간에 관계없이 "어디서나"전기를 생성 할 수 있습니다가장 큰 특징은 그게 된 것입니다 우리는 연구원들에게 AIST가 미래에 실질적인 응용 프로그램을 어떻게 진전 시키려고 노력하는지에 대해 물었습니다

미래의 가능성 "전력 생성 Everywhere"

2021 년 6 월, AIST는 "습도 변동 배터리"에 대한 "환경 발전"의 바카라 족보 방법이 될 것이라고 발표했습니다6/2 보도 자료 기사)는 제품을 개발하겠다고 발표되었습니다

바카라 족보 발전은 우리 주변의 소량의 에너지를 전기 에너지로 변환하는 기술이며, 이에 대한 전형적인 예는 태양 전지입니다 진동, 열, 전자기파 및 온도 차이를 포함한 다양한 에너지를 활용하는 다른 배터리가 연구되고 개발되었지만 태양 전지에서 볼 수 있듯이 대부분의 바카라 족보 발전은 에너지를 추출 할 장소와 시간이 제한되어 있으며 위치 및 발전 시간에 대한 제한을받습니다

이번에 발표 된 "습도 변동 배터리"는 거의 공기가있는 곳 어디에서나 전기를 생성 할 수 있다고 발표하므로 실제 사용이 실현되면 환경 발전을위한 바카라 족보 가능성을 가져다 줄 기술이 될 것으로 예상됩니다

이전에 본 적이없는 바카라 족보 세대 메커니즘

습도로 인한 재료의 팽창과 수축을 활용하는 방법과 다공성 고체를 사용한 이전 연구가 있지만, 그중 어느 것도 효율적으로 전기를 생성 할 수 없었습니다 AIST Human Expansion Research Center의 Komazaki Tomoaki에서 영감을 얻은 바카라 족보는 이전 연구와는 완전히 다른 발전 원칙을 사용하여 투입 및 차등 염분 발전을 결합한 시스템을 사용하여 전기를 생성합니다

"습도 가변 배터리는 공기 중의 수분을 흡수하고 수용액으로 바꾸는 속성을 결합하여 전기를 생성함으로써 전기를 생성합니다 전해질로서, 섬세를 갖는 리튬 염화물 수성 솔루션이 사용되며, 대기와의 접촉으로, 수분 층을 증가시킨다 바카라 족보, 수분은 수분을 흡수하고 전해질의 농도를 낮 춥니 다 이것은 공기의 습도에 따라 배터리 내부의 이온 농도의 차이를 생성하는데 사용되며 "라고 Komazaki는 말합니다

농도 차이에서 전압을 생성하는 기술은 "염분 차동 발전"이라고합니다 용기가 막과 해수로 분할되고 담수가 각각을 통해 흐르면 막의 특성에 따라 농도 및 압력 차이가 발생하며 이는 발전에 사용됩니다 Komazaki는 또한이 구조를 습도 변동 바카라 족보로 채택하여 양이온 교환 멤브레인 (선택적으로 양이온을 통과하는)으로 바카라 족보 내부를 분할하고 전해질이 공기와 닫힌 탱크와 접촉하는 열린 탱크로 나뉩니다 공기에 노출되지 않은 폐쇄 탱크의 농도는 일정하게 유지되므로 습도의 변화에 따라 개방 탱크와 폐쇄 탱크 사이에 농도 차이가 발생합니다 이로 인해 각 탱크에 배치 된 전극 사이에 전압이 생성되어 전기 에너지로 추출 될 수 있습니다 공기의 습도는 하루 종일 수십 %의 수준에서 변동하기 때문에 Komazaki는이를 사용하면 거의 전기 에너지를 거의 영구적으로 추출 할 수 있다고 말합니다 ( "습도 가변 바카라 족보의 메커니즘"및 "바카라 족보 셀의 구조"참조)

이 바카라 족보의 가장 큰 특징은 어디서나 전기를 생성 할 수 있지만 습도 가변 바카라 족보는 공기의 습도가 느리게 이용되므로 사용 된 전원을 빠르게 채우는 모바일 장치와 같은 애플리케이션에는 적합하지 않습니다 이 기술은 인프라 및 농장과 같이 오랜 시간 동안 데이터를 획득하는 센서 및 터미널 장치를 모니터링하는 데 적합합니다

실내 태양 전지와 동일한 전력을 달성

일반적으로 바카라 족보 발전은 전력의 약점입니다 그렇다면이 습도-가변 배터리는 어떻습니까?

Komazaki는 2 시간마다 30%와 90%로 습도를 반복하고 바카라 족보의 전압 변화를 측정하고 최대 전압에서 배출하고 최대 30 μW의 출력을 측정했습니다 이 출력을 단위 면적으로 변환하는 것은 33 μW/cm입니다²이며 실내에 설치된 태양 전지와 거의 동일합니다 또한 Komazaki는 한 시간 동안 습도가 20 ~ 30% 인 컨테이너에 충전 된 바카라 족보를 사용하여 약 2 시간 동안 약 2 시간 동안 작동하는 모터를 회전시켜 오랫동안 지속적으로 배출 할 수 있도록 관리했습니다 전력면에서 여전히 약하지만, 이미 실제적으로 사용되는 태양 형 손목 시계를 작동시키는 데 사용할 수있는 값입니다

"나는 또한 연구를 시작한 지 불과 몇 년 만에 그러한 많은 양의 전기를 생산할 수 있다는 사실에 놀랐다 이러한 결과는 통제 된 바카라 족보에서 나온 결과이며, 일상적인 바카라 족보에서는 즉시 비슷한 결과를 얻을 수 없지만 미래에 실내에서 태양 전지를 능가 할 수있는 많은 잠재력이 있다고 생각한다"고 Komazaki는 미래의 발전에 대한 자신감이 있다고 생각한다

실제 사용의 과제는 소형화, 고출력 출력 및 바카라 족보 주변 장치 개발입니다

앞으로 바카라 족보의 소형화는 IoT 장치 등에 통합하고 사용하는 데 중요한 문제가 될 것입니다 Komazaki는 바카라 족보 셀의 구조 및 제조 공정을 검토하고 원래 6cm 정사각형의 셀 크기를 35 cm 정사각형으로 줄였습니다 또한, 소형화 된 셀은 쌓이고 직렬로 연결되어 전압이 향상된 발전 요소를 생성합니다 이는 습도 가변 바카라 족보의 특성을 활용하려는 시도입니다 즉, 습도 변화가 노출되는 영역의 표면이 노출되면 쌓을 때에도 전기를 생성 할 수 있습니다

다른 문제들도 배터리 검증 실험과 소형화를 통해 나타났습니다 Komazaki는 "일상적인 바카라 족보에서 실용성을 고려할 때 전압을 높이고 전원으로 사용할 주변 회로를 개발하는 것이 중요합니다"

저전압의 주된 이유는 "자체 차지"로 알려져 있으며, 여기서 물과 음이온이 바카라 족보 내부의 양이온 교환 멤브레인으로부터 흐르고 전해 셀 내의 농도 차이가 닫히고 전압이 떨어집니다 이것은 차등 염분 발전 및 연료 전지와 같은 다른 기술의 일반적인 문제이며, 바카라 족보 전압이 이론적 값보다 낮은 원인으로 생각됩니다 이 문제는 이온 교환 막을 처리함으로써 개선되기위한 것입니다

또한 말초 회로의 개발은 어떻게 생겼습니까? "습도 가변 배터리는 전압이 낮고 습도에 따라 전압의 크기와 방향과 방향과 방향이 전원으로 전원으로 사용하기가 어렵습니다 따라서 전원 공급 장치 회로는 배터리에서 전압을 전원으로 변환하고 배터리에서 지속적으로 촉진하여 저장해야합니다" Komazaki는 이것이 습도 가변 배터리에 고유 한 것은 아니지만 일반적으로 모든 바카라 족보 발전에 공통적 인 문제이며 AIST, 반도체 및 외부 소스 내 바카라 족보 발전과 관련된 연구원과의 협력을 통해 해결할 수 있다고 생각합니다

바카라 족보 아이디어를 가진 다른 분야의 연구원들이 개발했습니다

그건 그렇고,이 습도 가변 바카라 족보를 개발 한 Komazaki는 바카라 족보 필드의 연구원이 아닙니다

Komazaki는 "원래 다양한 센서 개발에 대한 연구에 관여했습니다 습도 센서를 만드는 동안 동료는 온도 변화로 인해 발전을 연구하게되었으므로 습도의 차이에도 전기를 생성 할 수 있다는 점에 도달했습니다"라고 Komazaki는 회상합니다 그것은 2019 년 봄에 떠 올랐으며 여름에는 메커니즘에 대한 아이디어를 굳혔습니다 프로토 타입이 출시 된 시점으로부터 약 2 년 동안 개발이 매우 빠른 방식으로 달성되었다는 것은 놀라운 일입니다

"저는 학생이었을 때 전자 용지와 마이크로 플로우 경로를 연구하고있었습니다 그 당시에도 물리적 방향보다 제조 및 개발에 더 관심이 있었고 연구에서 흥미로운 것을 만들고 싶었습니다 오늘날에도 전체 시스템으로 아이디어를 좁히고 배터리가 아닌 바카라 족보 일을하고자합니다"

Komazaki가 속한 HARC (Human Augmentation Research Center)는 센서 장치, 정보 기술, 로봇 공학, 감각 및인지 과학, 서비스 및 디자인과 같은 분야를 결합하고 사람들과 일치하고 인간 능력을 향상시키는 시스템 (기술)을 실현하는 것을 목표로합니다

"Human Extension Research Center에는 바카라 족보 개발과 같은 유사한 분야에서 작업하는 연구원이있는 반면, 다른 사람들은 침구와 옷의 습도를 측정하여 편안함을 측정하려고합니다 또한 습도 가변 바카라 족보 개발에 대해 여러 사람들과 상담하고 가르칩니다"

Komazaki는 동료의 작품에서 영감을 얻은 습도 변동 배터리를 사용하여 일상적인 바카라 족보에서 오랫동안 사용할 수있는 배터리를 개발하기 위해 하나씩 전진하고 있습니다

"우리는 때때로 습도 가변 배터리가있는 발전소를 만들 수 있는지 묻습니다 성능과 비용을 크게 향상시키지 않으면 어렵지만, 쌓을 수있는 특성을 활용하면 태양 전지보다 작은 토지를 효과적으로 사용하여 전기를 생성 할 수 있습니다"라고 Komazaki는 말합니다 광범위한 환경 조건을 준수하는 것은 다재다능하고 바카라 족보 기술에 대한 희망이 있습니다