研究チームは、バッテリー不要の温度センサーのグラフェンコイルがワイヤー磁場からエネルギーを収集することを実証

要約:

アーカンソー大学とミシガン大学の研究者は、AC 送電線の周囲の磁場を使用して超低電力温度センサーに電力を供給するグラフェン エナジー ハーベスターを実証しました。このシステムはナノワットレベルの消費電力で動作し、送電線からの容易に無視される磁場を小型電子デバイス用のエネルギーに変換します。

デバイス内のグラフェン インダクターが AC 磁場からエネルギーを収集し、回路が AC 信号を DC に変換してコンデンサーを充電します。コンデンサは、センサーで使用するために電気エネルギーを蓄えます。研究チームによると、インダクタはセンサーが電力を消費するよりも早く電荷を補充するため、近くの送電線が正常に動作しているときはエネルギー貯蔵を維持し続けることができるという。この研究は、米国で一般的な 60 Hz AC に焦点を当てました。この研究では、他のグリッド周波数でのパフォーマンスは考慮されていません。

研究者らは、電力が遮断された場合でも、充電されたコンデンサによりセンサーは少なくとも 24 時間、場合によっては 1 週間動作し続けることができると推定しています。このバッテリー寿命は、現在のデバイスに基づいてチームが作成した推定値であり、長期停電テストの結果ではありません。この論文はまた、実験システムでは、エネルギー貯蔵コンデンサーのプリチャージやプロセッサーのセットアップなどの 1 回限りの初期ステップがまだ行われていることも指摘しています。完全自律型コールドスタートはまだ検証されていません。

この研究は「真空科学技術B」に掲載されました。研究チームは以前、温度センサーに電力を供給するためにグラフェン太陽電池を使用することも実証した。長期的な目標は、太陽エネルギー、熱エネルギー、音、運動、電磁場などのさまざまな環境エネルギー収集方法を組み合わせて、農業、環境監視、医療追跡、物流機器でバッテリー交換のメンテナンスの必要性を軽減できるようにすることです。

研究チームは、将来的にはこのタイプのセンサーが低電力条件下で無人で長時間動作できるようになると構想していますが、「数十年間の連続動作」は依然として研究開発の目標であり、これまでに証明されている耐用年数ではありません。関連技術の独占的商業化ライセンスを保有するNTS Innovationsは、60社を超える潜在的なパートナーがテストや統合に関心を示していると述べた。