Nanotechnology Now - プレスリリース: グラフェン環境発電装置の最適化に 900,000 ドルを授与: UOfA 物理学者 Paul Thibado へのウッドネクスト財団の取り組みは、XNUMX つの異なる電源と互換性のあるセンサーシステムの開発に使用される

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ポール・ティバド

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大学関係

要約：
大学物理学教授のポール・ティバド氏は、グレーター・ヒューストン・コミュニティ財団が管理するウッドネクスト財団から904,000万XNUMXドルの寄付を受け取りました。 XNUMX 年間の助成金は、ティバド社のグラフェンエネルギーハーベスターの開発をサポートします。

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このビデオではもう少し背景を説明します。

グラフェンエネルギーハーベスティングデバイスの最適化に900,000万ドル授与：ウッドネクスト財団のUofA物理学者ポール・ティバド氏へのコミットメントは、XNUMXつの異なる電源と互換性のあるセンサーシステムの開発に使用される

アーカンソー州フェイエットビル |投稿日: 12 年 2024 月 XNUMX 日

「私たちはグラフェンエネルギーハーベスティングデバイス構造を構築するプロセスの開発に成功しました」とティバド氏は述べました。「しかし、現在の構造では十分な電力を得ることができません。この提案により、これらの構造を最適化して、センサーを動作させるのに十分なエネルギーであるナノワットの電力を収集できるようになります。」

Thibado 氏と彼の同僚は、太陽光、熱、音響、運動、非線形、周囲放射といった電力源向けのグラフェンエナジーハーベスティング (GEH) 技術を開発する予定です。各デバイスが開発されると、彼のチームはその特定の電源を中心に完全なプロトタイプのセンサーシステムを構築します。

ウッドネクスト財団のエグゼクティブディレクター、ナンシー・チャンは次のように述べています。私たちは、これがよりクリーンなエネルギーの選択肢の開発における重要なステップであると同時に、モノのインターネットの構築における潜在的にエキサイティングな進歩であると考えています。」

Thibado 氏は、現在の最先端のセンサー技術は、マイクロワット (100 万分の 1 ワット) の連続電力を必要とするバッテリーによって駆動されていると指摘しました。彼のプロジェクトの目標は 2 つあります。

センサーの電力需要をナノワット (10 億分の 1 ワット) に削減し、
地域環境から収集したエネルギーを使用して、これらのセンサーに電力を供給します。
注目すべきことに、これらのシステムには寿命が限られているバッテリが含まれていないため、非常に長い動作寿命（場合によっては数十年）を実現できます。

「このテクノロジーを大量に使用すると、モノのインターネットがさらに拡大します」とティバド氏は説明しました。「これにより、通常のセンサーがインテリジェントネットワーク内のスマートノードに変わります。したがって、私たちのシステムは幅広いアプリケーションに影響を与えるでしょう。」

どのくらい広いですか？ティバド氏は、これらのセンサーが輸送製品追跡、物流車両管理、家畜追跡、土壌センサー、農業気候監視、環境洪水警報、災害計画、大気監視、予知保全、製造プロセス監視、公共事業のスマートメーター/グリッド、都市スマートに使用されることを想定しています。駐車場、交通管制、街の照明、廃棄物管理、自転車/スクーター管理、カメラシステム、建物警報システム、温度管理、照明、アクセス、ウェアラブルフィットネスモニタリング、児童追跡、医療追跡。ということで、かなり広いです。

GEH の設置コストは、大規模でも小規模でも、他の形態のエネルギー供給と競争力があると予想されます。ただし、GEH の運用コストは、燃料、充電、交換、オーバーホールの費用がかからず、ほぼゼロになります。たとえば、GEH チップをリモート温度センサーに配置することができます。このチップは電子モジュールのコンポーネントであり、デバイスを外部電源やバッテリーの必要性から解放します。チップはデバイスの他のコンポーネントと同じ寿命があるため、交換する必要はありません。 GEH テクノロジーにより、デバイスはよりコンパクトになり、持ち運びやすくなり、停電から保護されます。

追加の協力者
副賞の 210,000 万ドルは、ミシガン大学の電気工学およびコンピューターサイエンスの教授である David Blaauw に贈られます。低電力ワイヤレスセンサーと組み込みシステムの専門家である Blaauw 氏は、各タイプの U of A グラフェンパワーハーベスターとシームレスに統合できるようにカスタム設計された「ミシガンマイクロモート」センサーの製造を監督します。

Blaauw は、UofA ハーベスターから供給される電力に合わせて、さまざまなセンサーの消費電力とデューティサイクルを微調整します。また、短期間の高電力消費をサポートする容量性エネルギー平均化手法も実装する予定です。

ナノテクノロジーを専門とする企業である NTS Innovations は、GEH を商用製品に開発するための独占的ライセンスを所有しています。同社は、特許取得、ビジネスプランの作成、ビジネスパートナーの発掘、顧客の発掘に資金を提供してきました。

助成金を通じての NTS イノベーションの役割は、製品に組み込むために必要な最小電力レベルなどの受け入れ基準について顧客と連携することです。現在、60 を超える関係者がこのテクノロジーをテストし、ティバド氏や彼の同僚と協力してそれをアプリケーションに統合することに関心を示しています。

ティバド氏は、彼のチームが NTS Innovations と協力して、早ければ受賞 2 年目にフィードバックを求めるために第 1 世代の自己給電型 GEH センサーを興味のある顧客に送ることができると考えています。

グラフェンとGEH
2004 年に発見されたグラフェンは、原子 XNUMX 個の厚さのグラファイトのシートです。自立型グラフェンは波状構造をしており、それぞれの波紋が周囲温度に応じて上下に反転します。

「薄ければ薄いほど、柔軟性が増します」とティバド氏は言う。「そして、原子 20 個の厚さで、これほど柔軟なものはありません。トランポリンのようなもので、常に上下に動きます。動きを止めたければ、XNUMXケルビンまで冷却する必要があります。」

GEH は、2 つの金属電極の間に吊り下げられた負に帯電したグラフェンのシートを使用します。グラフェンが跳ね上がると、上部電極に正の電荷が誘導されます。反転すると、下部電極が正に帯電し、交流が発生します。ダイオードが逆向きに配線され、電流が両方向に流れることを可能にし、回路内に別の経路が提供され、負荷抵抗に作用するパルス状の DC 電流が生成されます。

WoodNext Foundation について: WoodNext Foundation は、技術革新者であり Roku の CEO/創設者であるアンソニー・ウッドとその妻スーザンの慈善活動を管理しています。彼らの慈善活動は、人類の進歩を促進し、充実した生活への障害を取り除くという全体的な使命によって導かれています。 WoodNext Foundation は、根本原因への対処に重点を置き、科学および生物医学研究、メンタルヘルス、ホームレス、教育、自然保護、災害復旧、経済的機会など、さまざまな分野で助成金や投資を行っています。

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