Графенові сонячні елементи обіцяють довговічні автономні сенсорні мережі

Безбатарейні температурні сенсори на базі графену з революційними можливостями

Команда з Університету Арканзасу та Університету Мічигану створила унікальну систему температурних сенсорів, які живляться виключно від графенових сонячних елементів. Ці сенсори прокладають шлях до безбатарейних систем, здатних до автономної роботи від навколишнього середовища. Використовуючи потужність графену, пристрої збирають енергію з різних джерел: сонячних, теплових, акустичних та кінетичних.

Дослідники розробили десятки графен-силіконових сонячних елементів і підключили їх послідовно, збільшуючи вихід напруги. Це дозволяє сенсорам працювати автономно більше 24 годин після лише кількох хвилин заряджання. Усунувши потребу у звичайних батареях, пристрої стають надійнішими, здатними функціонувати десятиліттями з мінімальним обслуговуванням.

Ефективність сенсорів вражає: споживання енергії було зменшено до рівня наносекунд, що у тисячу разів менше, ніж у багатьох сучасних пристроїв. Безробітність в управлінні енергетичними модулями і пряме живлення з накопичувальних конденсаторів мінімізували втрати енергії. Це робить системи особливо корисними для віддалених або важкодоступних умов, де обслуговування та заміна батарей практично неможлива.

Графен надає сенсорам фізичну гнучкість та довговічність. Це дозволяє створювати легші й тонші сонячні панелі, які перевершують традиційні матеріали за ефективністю, особливо в умовах недостатнього освітлення. Ця технологія ідеально підходить для впровадження в Інтернет речей, забезпечуючи довготривалий і розподілений моніторинг у галузях сільського господарства, вивчення клімату, управління інфраструктурою та промислової автоматизації.

Фізик з Університету Арканзасу Пол Тібао, керуючий ініціативою графенових зборщиків, підкреслює, що вже тривають спроби інтеграції нових джерел енергії, таких як кінетичні зборщики, у сенсорні масиви. Завдяки підтримці Фонду WoodNext і комерційному інтересу NTS Innovations, практичні реалізації вже обговорюються.

Ці дослідження відкривають шлях до нового покоління автономних сенсорів, які здатні підтримувати критичний моніторинг без залежності від традиційних батарей. Це справжній прорив у світі альтернативної енергетики і технологій, спроможна створити нову еру безбатарейного використання.