Kon elektronische apparaten op te laden zich zonder te worden aangesloten op een elektriciteitsbron

Vraag

Elektronische apparaten kunnen hun batterijen op verschillende manieren opladen zonder dat ze op een elektriciteitsbron zijn aangesloten. Wat alle verschillende methoden gemeen hebben, is dat ze energie absorberen die in een andere vorm is (warmte, licht, trillingen, Radio golven, enz.) uit de externe omgeving en zet de energie vervolgens om in elektrochemische energie die wordt opgeslagen in de batterijen van het apparaat. Terwijl dergelijke methoden wetenschappelijk verantwoord zijn en al met succes zijn aangetoond, de energie die uit de buitenomgeving wordt opgevangen, is vaak niet voldoende om praktisch bruikbaar te zijn. Er wordt momenteel intensief onderzoek gedaan om het opvangen van energie efficiënter te maken, en er beginnen doorbraken op dit gebied te worden bereikt. Er zijn al veel telefoons verkrijgbaar die draadloos opladen aanbieden. Laten we eens kijken naar de belangrijkste soorten energie die een apparaat kan gebruiken om zichzelf op te laden zonder dat het is aangesloten.

zonnepanelen

Zonnepanelen kunnen energie uit zonlicht opvangen en batterijen opladen. Er zijn geminiaturiseerde zonnepanelen beschikbaar om draagbare elektronische apparaten op te laden zonder dat u ze in de muur hoeft te steken. Public Domain Afbeelding, bron: NASA.

Zonne energie
De oudste methode voor het opvangen van energie die op elektronische apparaten wordt gebruikt, is hoogstwaarschijnlijk het opvangen van zonne-energie met behulp van een zonnecel. Kleine rekenmachines die zonnecellen gebruiken om ze van stroom te voorzien, bestaan ​​al tientallen jaren. Zonnepanelen (fotovoltaïsche energie) absorberen gewoon licht en zetten het direct om in elektriciteit met behulp van lagen halfgeleiders. Terwijl fotovoltaïsche zonne-energie op dit moment goed wordt begrepen en commercieel ingeburgerd is, Er kleven verschillende nadelen aan het gebruik van fotovoltaïsche zonne-energie om een ​​draagbaar elektronisch apparaat op te laden. Het belangrijkste nadeel is dat het conversieproces van licht naar elektriciteit bij fotovoltaïsche zonne-energie inefficiënt is. Er zijn echter recente vorderingen gemaakt die de efficiëntie vergroten, en er wordt intensief onderzoek gedaan om de efficiëntie te blijven verhogen. Het andere nadeel is dat voor typische verlichtingsniveaus, licht bevat om te beginnen niet zoveel energie. Voor traditionele zonnecellen die een redelijk uitgangsvermogen leveren, ze moeten groot van formaat zijn, gedurende lange tijd in direct zonlicht, en gericht op de zon. Geen van deze voorwaarden is erg praktisch voor een mobiele telefoon die u het grootste deel van de dag in uw zak of hand houdt.

Vibrationele/kinetische energie
Wanneer een object beweegt of trilt, het bevat kinetische energie. Als de beweging van het object op de juiste manier wordt gestopt, deze kinetische energie kan worden omgezet in elektriciteit in plaats van in de gebruikelijke restwarmte. Hybride auto's gebruiken dit concept om elektriciteit terug in de accu's te stoppen zodra u op de rem trapt. De kinetische energie van de vooruitrijdende auto wordt met behulp van een generator op de wielen omgezet in elektrische energie, in plaats van dat de energie als afvalwarmte in de remblokken terechtkomt. Voor een handheld-apparaat, de belangrijkste kinetische energie waartoe het apparaat toegang heeft, zijn de regelmatige stoten en schokken die het apparaat ervaart als u rondloopt en het apparaat in uw zak draagt. Er wordt onderzoek gedaan om het opvangen van kinetische energie praktisch en efficiënt te maken. Bijvoorbeeld, Zhong Lin Wang en Jinhui Song demonstreerden de omzetting van trillingsenergie in elektrische energie met behulp van piëzo-elektrische nanodraadarrays. Piëzo-elektrische kristallen hebben de interessante eigenschap dat wanneer ze worden samengedrukt, ze produceren een kleine hoeveelheid elektriciteit. Typisch, de hoeveelheid energie die door het piëzo-elektrische effect wordt opgevangen, is te klein om een ​​apparaat van stroom te voorzien, maar recente ontwikkelingen op het gebied van structuren op nanoschaal vergroten hun efficiëntie.

Warmte energie
De omgevingswarmte in de natuurlijke omgeving kan worden opgevangen en omgezet in elektriciteit. Er zijn veel manieren om dit te doen, maar het basisconcept is om de willekeurige thermische beweging van ionen of elektronen om te zetten in een meer geordende beweging van lading, wat een elektrische stroom vormt. Deze trechtervorming wordt vaak tot stand gebracht door verschillende materialen met verschillende thermische en elektrische eigenschappen in lagen te leggen. Bijvoorbeeld, de onderzoekers Guoan Tai, Zihan Xu, en Jinsong Liu hebben onlangs de omzetting van warmte in elektriciteit aangetoond met behulp van de ionenlaag die zich vormt tussen silicium en koper(II) chloride-oplossing.

Radiogolven en elektromagnetische inductie
Alle elektromagnetische golven dragen energie. Typisch, de radiogolven om ons heen zijn sterk genoeg om een ​​signaal te dragen (zoals een signaal van een mobiele telefoon), maar te zwak om een ​​apparaat van aanzienlijke stroom te voorzien. Door intensievere radiogolven te gebruiken, energie kan draadloos met aanzienlijke vermogensniveaus naar een apparaat worden gestuurd. Nikola Tesla staat bekend om zijn baanbrekende onderzoek naar draadloze energietransmissie in de jaren 1890. Bij een dergelijke aanpak, de omgevingsradiogolven van de rotsen, bomen, sterren, enzovoort zijn niet sterk genoeg om stroom te leveren. In plaats daarvan, er is een speciale krachtzender nodig om de intense radiogolven te creëren, wat als een nadeel kan worden beschouwd. voorts, als een eenvoudige tafelradiozender wordt gebruikt, het op te laden apparaat zou zich in hetzelfde gebouw moeten bevinden als de zender om de elektromagnetische energie efficiënt op te vangen. Dit hoeft geen ernstige beperking te zijn als draadloos signaal zenders zoals WIFI-routers en mobiele telefoonmasten worden al gebruikelijk genoeg om internetconnectiviteit met weinig gaten te bieden. De draadloze stroom transmissieapparatuur kan in de bestaande draadloze apparatuur worden ingebouwd signaal transmissie-infrastructuur. Want draadloze krachtzenders hoeven alleen maar op een stroombron te worden aangesloten en hoeven niet met internet te zijn verbonden, ze zouden zelfs in auto's kunnen worden geïnstalleerd, boten, en in afgelegen gebieden. Merk op dat er een fundamenteel verschil is tussen radiogolven en elektromagnetische inductie. Radiogolven zijn zichzelf voortplantende golven in het elektromagnetische veld. In tegenstelling tot, inductie-effecten zijn meer gelokaliseerde elektromagnetische storingen die niet golven, maar dragen nog steeds energie. Vanuit technologisch oogpunt, radiogolfenergieoverdracht en inductiekrachtoverdracht zijn vrijwel hetzelfde. Radiogolf/inductieve oplaadmethoden worden al gebruikt op verschillende commerciële producten, zoals Google's Nexus 4 telefoon en Nokia's Lumia 920 telefoon.

Credit:https://wtamu.edu/~cbaird/sq/2013/10/17/kunnen-elektronische-apparaten-zichzelf opladen zonder dat ze op een elektriciteitsbron zijn aangesloten/

Laat een antwoord achter