تامین انرژی حسگرها در اینترنت اشیا با نانوسیم

به گزارش خبرنگار خبرگزاری تیتر اول؛ برداشت انرژی (EH) انرژی طبیعی یا تلف شده (مانند اتلاف گرما، ارتعاش، نور و جریان هوا) را به انرژی قابل استفاده تبدیل می کند. این مقاله که در مجله Materials منتشر شده است، رفتار پیزوالکتریک نانوسیم‌های اکسید روی را تحت تحریک مکانیکی بررسی می‌کند.

مفهوم اینترنت اشیا (IoT) زمانی تحقق می یابد که دستگاه های بیشتری به اینترنت متصل شوند. اینترنت اشیا به اشیاء فیزیکی اجازه می دهد تا داده ها را مبادله کنند و تصمیم بگیرند و نیاز به دخالت انسان را از بین ببرد.

کاربردهای اینترنت اشیا شامل اتوماسیون صنعتی، حسگرها، مراقبت های بهداشتی، حمل و نقل و واکنش اضطراری به بلایای طبیعی و انسان ساخته می شود.

منابع برق معمولی مانند باتری ها یا کابل ها محدودیت های قابل توجهی دارند. باتری ها باید به طور مرتب بررسی شوند و در صورت لزوم تعویض شوند.

این نیاز به دسترسی فیزیکی به تمام گره های اینترنت اشیا دارد. باتری ها به دلیل مقدار ضایعات باتری های استفاده شده، تأثیر منفی بر اکوسیستم دارند. سیم کشی نیز گران است و جایگزینی آن دشوار است و تحرک و قابلیت حمل دستگاه های متصل به اینترنت اشیا را محدود می کند.

منابع مختلف انرژی نیاز به روش سفارشی استخراج انرژی دارند. پدیده های فیزیکی و توپولوژی های مختلف می توانند مقادیر متفاوتی الکتریسیته تولید کنند. پیزوالکتریک ارتعاشات مکانیکی را مستقیماً در یک مرحله به الکتریسیته تبدیل می کند. بنابراین، مواد پیزوالکتریک بخشی ضروری از این تبدیل انرژی هستند.

اکسید روی (ZnO)، ساخته شده از عناصر غیر سمی و فراوان، یک ماده پیزوالکتریک بسیار مهم است. به ویژه قابل توجه امکان سنتز نانوسیم های ZnO است که باعث بهبود رفتار پیزوالکتریک در محور انتخاب شده می شود. در این مطالعه، محققان تشکیل نانوسیم‌های اکسید روی را با استفاده از یک حمام شیمیایی بر روی یک بستر منحصر به فرد، فولاد AISI 301 نشان دادند. لایه فعال نانوسیم های اکسید روی را مستقیماً روی بستر رسوب می دهد.

لایه پیزوالکتریک قدرت قابل توجهی را برای عملیات معمولی دستگاه IoT فراهم می کند. چگالی توان نانوسیم‌های اکسید روی روی انواع مختلف بستر انعطاف‌پذیر قابل مقایسه بود.

این یافته‌ها پتانسیل زیادی برای استفاده از نانوسیم‌های ZnO برای تولید برق برای یک گره حسگر بی‌سیم اینترنت اشیا نشان داد. فرآیند ساخت نانوسیم ZnO پیشنهادی مقرون به صرفه و به راحتی مقیاس پذیر بود.

انتهای پست/