تكنولوجيا النانو الآن - بيان صحفي: منح 900,000 ألف دولار أمريكي لتحسين أجهزة حصاد طاقة الجرافين: سيتم استخدام التزام مؤسسة WoodNext تجاه الفيزيائي بول تيبادو من جامعة أوف أمريكا لتطوير أنظمة استشعار متوافقة مع ستة مصادر مختلفة للطاقة

الصفحة الرئيسية > صحافة > تم منح 900,000 دولار أمريكي لتحسين أجهزة حصاد طاقة الجرافين: سيتم استخدام التزام مؤسسة WoodNext تجاه الفيزيائي بول تيبادو من UofA لتطوير أنظمة استشعار متوافقة مع ستة مصادر طاقة مختلفة

بول تيبادو

CREDIT
العلاقات الجامعية

المستخلص:
تلقى أستاذ الفيزياء بجامعة كاليفورنيا بول تيبادو التزامًا بقيمة 904,000 دولار أمريكي من مؤسسة WoodNext، التي تديرها مؤسسة مجتمع هيوستن الكبرى. ستدعم المنحة التي تبلغ مدتها خمس سنوات تطوير شركة Thibado لحصادات طاقة الجرافين.

[المحتوى جزءا لا يتجزأ]

يوفر هذا الفيديو خلفية أكثر قليلاً:

منحة بقيمة 900,000 دولار لتحسين أجهزة حصاد طاقة الجرافين: سيتم استخدام التزام مؤسسة WoodNext تجاه الفيزيائي بول تيبادو من UofA لتطوير أنظمة استشعار متوافقة مع ستة مصادر طاقة مختلفة

فايتفيل، أركنساس | تم النشر في 12 يناير 2024

وقال تيبادو: "لقد نجحنا في تطوير عملية لبناء هياكل أجهزة تجميع طاقة الجرافين، لكن الهياكل الحالية لا تحصد ما يكفي من الطاقة. سيسمح لنا هذا الاقتراح بتحسين هذه الهياكل لحصد نانوواط من الطاقة، وهي طاقة كافية لتشغيل أجهزة الاستشعار.

سيقوم ثيبادو وزملاؤه بتطوير تقنية حصاد طاقة الجرافين (أو GEH) لمصادر الطاقة التالية: الإشعاع الشمسي والحراري والصوتي والحركي وغير الخطي والمحيط. ومع تطوير كل جهاز، سيقوم فريقه بعد ذلك ببناء نموذج أولي كامل لنظام استشعار حول مصدر الطاقة المحدد هذا.

وقالت نانسي تشان، المديرة التنفيذية لمؤسسة WoodNext: “نحن متحمسون لدعم عمل بول. نعتقد أنها خطوة مهمة في تطوير المزيد من خيارات الطاقة النظيفة، فضلاً عن تقدم مثير محتمل في بناء إنترنت الأشياء.

وأشار ثيبادو إلى أن تكنولوجيا الاستشعار الحديثة الحالية يتم تشغيلها بواسطة بطاريات تتطلب ميكرووات (جزء من المليون من الواط) من الطاقة المستمرة. الهدف من مشروعه ذو شقين:

تقليل الطلب على طاقة المستشعر إلى وحدات نانوية (جزء من المليار من الواط) و
قم بتشغيل هذه المستشعرات باستخدام الطاقة المحصودة من البيئة المحلية.
والجدير بالذكر أن هذه الأنظمة لن تشتمل على بطاريات ذات عمر محدود، مما يسمح لها بتحقيق عمر تشغيلي طويل بشكل استثنائي - ربما عدة عقود.

وأوضح تيبادو أن "الاستخدام الشامل لهذه التكنولوجيا سيعمل على توسيع نطاق إنترنت الأشياء، الذي يحول أجهزة الاستشعار العادية إلى عقد ذكية داخل شبكة ذكية. وبالتالي، فإن أنظمتنا سوف تؤثر على مجموعة واسعة من التطبيقات.

كم عرضها؟ ويتصور ثيبادو أن يتم استخدام هذه المستشعرات في تتبع منتجات النقل، وإدارة الأسطول اللوجستي، وتتبع الماشية، وأجهزة استشعار التربة، ومراقبة المناخ الزراعي، وتنبيهات الفيضانات البيئية، والتخطيط للكوارث، ومراقبة الغلاف الجوي، والصيانة التنبؤية، ومراقبة عمليات التصنيع، وعدادات/شبكات المرافق الذكية، والمدينة الذكية. مواقف السيارات، ومراقبة حركة المرور، وإضاءة المدينة، وإدارة النفايات، وإدارة الدراجة / السكوتر، وأنظمة الكاميرا، وأنظمة إنذار المبنى، والتحكم في درجة الحرارة، والإضاءة، والوصول، ومراقبة اللياقة البدنية القابلة للارتداء، وتتبع الأطفال والتتبع الطبي. لذا، واسعة جدًا.

ومن المتوقع أن تكون تكلفة تركيب GEHs قادرة على المنافسة مع أشكال أخرى من إمدادات الطاقة، سواء الكبيرة أو الصغيرة الحجم. ومع ذلك، فإن التكلفة التشغيلية لشركة جي إي إتش ستكون قريبة من الصفر مع عدم وجود تكاليف للوقود أو الشحن أو الاستبدال أو الإصلاح. على سبيل المثال، يمكن وضع شريحة GEH في جهاز استشعار درجة الحرارة عن بعد. هذه الشريحة، وهي أحد مكونات الوحدة الإلكترونية، ستحرر الجهاز من الحاجة إلى طاقة خارجية أو بطاريات. لن تحتاج الشريحة إلى الاستبدال، لأنها تتمتع بنفس عمر المكونات الأخرى للجهاز. بفضل تقنية GEH، يمكن للجهاز أن يكون أكثر إحكاما وقابلية للحمل ومحميًا من انقطاع التيار الكهربائي.

المتعاونون الإضافيون
سيتم منح جائزة فرعية قدرها 210,000 دولار إلى ديفيد بلاو، أستاذ الهندسة الكهربائية وعلوم الكمبيوتر في جامعة ميشيغان. بصفته خبيرًا في أجهزة الاستشعار اللاسلكية منخفضة الطاقة والأنظمة المدمجة، سيشرف Blaauw على تصنيع مستشعرات "Michigan Micro-Mote" المصممة خصيصًا للتكامل السلس مع كل نوع من أنواع حصادات طاقة الجرافين U of A.

سوف يقوم Blaauw بضبط استهلاك الطاقة ودورة العمل لأجهزة الاستشعار المختلفة لتتماشى مع الطاقة التي توفرها وحدة الحصاد UofA. وسيقوم أيضًا بتنفيذ طريقة متوسط الطاقة السعوية لدعم فترات قصيرة من استهلاك الطاقة العالي.

تمتلك شركة NTS Innovations، وهي شركة متخصصة في تكنولوجيا النانو، الترخيص الحصري لتطوير GEH إلى منتجات تجارية. قدمت الشركة التمويل لتسجيل براءات الاختراع وإنشاء خطط عمل وإيجاد شركاء تجاريين واكتشاف العملاء.

يتمثل دور NTS Innovations على مدار المنحة في التواصل مع العملاء بشأن معايير القبول، مثل الحد الأدنى من مستويات الطاقة اللازمة لإدراجها في المنتجات. حاليًا، أعرب أكثر من 60 جهة عن اهتمامها باختبار التكنولوجيا والعمل مع ثيبادو وزملائه لدمجها في تطبيقاتهم.

يعتقد تيبادو أن فريقه، بالتعاون مع NTS Innovations، سيكون قادرًا على إرسال مستشعر GEH من الجيل الأول الذي يعمل ذاتيًا إلى العملاء المهتمين للحصول على تعليقاتهم في وقت مبكر من السنة الثانية من الجائزة.

الجرافين وGEHs
تم اكتشاف الجرافين في عام 2004، وهو عبارة عن صفيحة من الجرافيت يبلغ سمكها ذرة واحدة. يمتلك الجرافين القائم بذاته بنية متموجة، حيث تنقلب كل تموج لأعلى ولأسفل استجابة لدرجة الحرارة المحيطة.

وقال تيبادو: "كلما كان الشيء أرق، كلما كان أكثر مرونة". "وبسمك ذرة واحدة فقط، لا يوجد شيء أكثر مرونة. إنه مثل الترامبولين، يتحرك باستمرار لأعلى ولأسفل. إذا كنت تريد إيقافه عن الحركة، عليك تبريده إلى 20 كلفن.

تستخدم GEHs ورقة من الجرافين مشحونة سالبًا معلقة بين قطبين كهربائيين معدنيين. عندما يقلب الجرافين للأعلى، فإنه يولد شحنة موجبة في القطب العلوي. عندما ينقلب للأسفل، فإنه يشحن القطب السفلي بشكل إيجابي، مما يخلق تيارًا متناوبًا. مع وجود الثنائيات السلكية في الاتجاه المعاكس، مما يسمح للتيار بالتدفق في كلا الاتجاهين، يتم توفير مسارات منفصلة عبر الدائرة، مما ينتج تيارًا مستمرًا نابضًا يؤدي العمل على مقاومة الحمل.

حول مؤسسة WoodNext: تدير مؤسسة WoodNext الأعمال الخيرية للمبتكر التكنولوجي والرئيس التنفيذي/مؤسس Roku أنتوني وود وزوجته سوزان. تسترشد جهودهم الخيرية بمهمتهم الشاملة المتمثلة في تعزيز التقدم البشري وإزالة العقبات التي تعترض حياة مُرضية. تقدم مؤسسة WoodNext منحًا واستثمارات في مجموعة متنوعة من المجالات، بما في ذلك البحث العلمي والطبي الحيوي، والصحة العقلية، والتشرد، والتعليم، والحفاظ على الطبيعة، والتعافي من الكوارث، والفرص الاقتصادية، مع التركيز على معالجة الأسباب الجذرية.

####

لمزيد من المعلومات ، يرجى الضغط هنا

جهات الاتصال:
المسؤول الإعلامي

هاردين يونج
جامعة أركنساس
مكتب: 479-575-6850
جهة اتصال الخبراء

بول تيبادو
جامعة أركنساس
مكتب: 479-575-7932

حقوق النشر © جامعة أركنساس

إذا كان لديك تعليق ، من فضلك اتصل بنا لنا.

جهات إصدار النشرات الإخبارية ، وليس 7th Wave، Inc. أو Nanotechnology Now ، هي المسؤولة وحدها عن دقة المحتوى.

المرجعية: