Графенові сонячні елементи обіцяють тривалі автономні сенсорні мережі

Графенові сонячні елементи: шлях до автономних датчиків без батарей

Останні досягнення в галузі альтернативної енергетики відкривають нові перспективи для розвитку технологій без батарей, завдяки зусиллям команди з Університету Арканзасу та Університету Мічигану. Ці дослідники зуміли продемонструвати, що за допомогою графенових сонячних елементів можна ефективно живити температурні датчики, які не потребують батарей. Це стало основою для створення систем датчиків, які працюють виключно на основі збору енергії з навколишнього середовища.

Графен, як матеріал, наділений унікальною здатністю збирати сонячну, теплову, акустичну та кінетичну енергію. Дослідницька команда виготовила кілька десятків графен-силіконових сонячних елементів і з’єднала їх послідовно, збільшуючи вихід напруги. Ці елементи використовуються для підзарядки накопичувальних конденсаторів, що дозволяє датчикам працювати більше 24 годин після лише кількох хвилин зарядки.

Однією з головних переваг цієї технології є відсутність звичайних батарей, що значно подовжує термін служби пристроїв і робить їх ідеальними для важкодоступних або високошвидкісних середовищ, які вимагають мінімального обслуговування. Завдяки зниженню вимог до потужності датчиків до рівня нановат, що в тисячу разів менше від сучасних пристроїв, стало можливим усунути блоки управління електропостачанням та зменшити енергетичні втрати.

Міцність і гнучкість структури графену робить ці сонячні панелі легкими, тонкими та стійкими, які зберігають свою ефективність навіть при субоптимальному освітленні. Це забезпечує першокласну інтеграцію у різноманітні програми IoT, підтримуючи тривале та розподілене моніторинг у таких сферах, як сільське господарство, кліматичні дослідження, управління інфраструктурою та промислова автоматизація.

Фізик Пол Тіба́до з Університету Арканзасу, який очолює проект графенових генераторів, підкреслює зусилля з інтеграції додаткових методів збору енергії, таких як кінетичні генератори, у масиви датчиків. розвиток цієї технології отримує підтримку як від фонду WoodNext, так і від компанії NTS Innovations.

Ці інноваційні досягнення відкривають шлях до нового покоління автономних датчиків, здатних забезпечити критичне моніторинг без залежності від звичайних батарей, що значно розширює горизонти для альтернативної енергетики та IoT технологій у майбутньому.