Nanotechnology Now - 보도 자료: 그래핀 에너지 수확 장치 최적화를 위해 900,000달러 지원: UOfA 물리학자 Paul Thibado에 대한 WoodNext 재단의 약속은 XNUMX가지 다른 전원과 호환되는 센서 시스템을 개발하는 데 사용될 예정입니다

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폴 티바도

신용
대학 관계

요약 :
University of A 물리학 교수인 Paul Thibado는 Greater Houston Community Foundation이 관리하는 WoodNext 재단으로부터 904,000달러의 지원금을 받았습니다. XNUMX년간의 보조금은 Thibado의 그래핀 에너지 수확기 개발을 지원할 것입니다.

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그래핀 에너지 수확 장치 최적화에 900,000달러 지원: UofA 물리학자 Paul Thibado에 대한 WoodNext 재단의 헌신은 XNUMX개의 서로 다른 전원과 호환되는 센서 시스템을 개발하는 데 사용될 것입니다.

아칸소 페이엣빌 | 게시일: 12년 2024월 XNUMX일

Thibado는 “우리는 그래핀 에너지 수확 장치 구조를 구축하는 공정을 성공적으로 개발했지만 현재 구조로는 충분한 전력을 수확하지 못합니다. 이 제안을 통해 우리는 이러한 구조를 최적화하여 센서를 작동하는 데 충분한 에너지인 나노와트의 전력을 수확할 수 있습니다.”

Thibado와 그의 동료들은 태양광, 열, 음향, 운동, 비선형 및 주변 복사와 같은 전력원을 위한 그래핀 에너지 수확(또는 GEH) 기술을 개발할 것입니다. 각 장치가 개발됨에 따라 그의 팀은 특정 전원을 중심으로 완전한 프로토타입 센서 시스템을 구축하게 됩니다.

WoodNext 재단의 Nancy Chan 전무이사는 “Paul의 작업을 지원하게 되어 기쁘게 생각합니다. 우리는 이것이 보다 청정 에너지 옵션을 개발하는 데 있어 중요한 단계일 뿐만 아니라 사물 인터넷 구축에 있어서 잠재적으로 흥미로운 발전이라고 생각합니다.”

Thibado는 현재의 최첨단 센서 기술이 마이크로와트(백만분의 1와트)의 연속 전력이 필요한 배터리로 구동된다고 언급했습니다. 그의 프로젝트의 목표는 두 가지입니다.

센서 전력 수요를 나노와트(10억분의 1와트)로 줄이고
지역 환경에서 수확한 에너지를 사용하여 이러한 센서에 전력을 공급합니다.
특히 이러한 시스템에는 수명이 제한된 배터리가 포함되지 않으므로 예외적으로 긴 작동 수명(잠재적으로 수십 년)을 달성할 수 있습니다.

Thibado는 "이 기술의 대량 사용은 사물 인터넷을 더욱 확장하여 일반 센서를 지능형 네트워크 내 스마트 노드로 변환할 것입니다."라고 설명했습니다. 따라서 우리 시스템은 광범위한 애플리케이션에 영향을 미칠 것입니다.”

얼마나 넓나요? Thibado는 이러한 센서가 운송 제품 추적, 물류 차량 관리, 가축 추적, 토양 센서, 농업 기후 모니터링, 환경 홍수 경보, 재해 계획, 대기 모니터링, 예측 유지 관리, 제조 공정 모니터링, 유틸리티 스마트 계량기/그리드, 도시 스마트에 사용되는 것을 구상하고 있습니다. 주차, 교통 통제, 도시 조명, 폐기물 관리, 자전거/스쿠터 관리, 카메라 시스템, 건물 경보 시스템, 온도 제어, 조명, 접근, 웨어러블 피트니스 모니터링, 아동 추적 및 의료 추적. 그래서 꽤 넓습니다.

GEH의 설치 비용은 크고 작은 규모의 다른 형태의 에너지 공급에 비해 경쟁력이 있을 것으로 예상됩니다. 그러나 GEH의 운영 비용은 연료, 충전, 교체 또는 정밀 검사 비용이 들지 않아 거의 0에 가깝습니다. 예를 들어 GEH 칩을 원격 온도 센서에 배치할 수 있습니다. 전자 모듈의 구성 요소인 이 칩은 장치에 외부 전원이나 배터리가 필요하지 않게 해줍니다. 칩은 장치의 다른 구성 요소와 수명이 동일하므로 교체가 필요하지 않습니다. GEH 기술을 사용하면 장치를 더욱 컴팩트하고 휴대할 수 있으며 정전으로부터 보호할 수 있습니다.

추가 협력자
210,000달러의 하위 수여금은 미시간 대학의 전기 공학 및 컴퓨터 과학 교수인 David Blaauw에게 전달됩니다. 저전력 무선 센서 및 임베디드 시스템 전문가인 Blaauw는 각 유형의 U A 그래핀 전력 수확기와 원활하게 통합되도록 맞춤형으로 설계된 "Michigan Micro-Mote" 센서의 제조를 감독할 예정입니다.

Blaauw는 UofA 수확기에서 공급되는 전력에 맞춰 다양한 센서의 전력 소비와 듀티 사이클을 미세 조정합니다. 그는 또한 짧은 기간 동안 더 높은 전력 소비를 지원하기 위해 용량성 에너지 평균화 방법을 구현할 예정입니다.

나노기술 전문 기업인 NTS Innovations는 GEH를 상용 제품으로 개발할 수 있는 독점 라이선스를 보유하고 있습니다. 회사는 특허, 사업 계획 수립, 비즈니스 파트너 찾기 및 고객 발굴을 위해 자금을 제공했습니다.

보조금 기간 동안 NTS Innovations의 역할은 제품에 포함하는 데 필요한 최소 전력 수준과 같은 승인 기준에 대해 고객과 소통하는 것입니다. 현재 60개 이상의 당사자가 이 기술을 테스트하고 Thibado 및 그의 동료와 협력하여 이를 애플리케이션에 통합하는 데 관심을 표명했습니다.

Thibado는 그의 팀이 NTS Innovations와 협력하여 빠르면 수상 2년차에 관심 있는 고객에게 피드백을 위해 1세대 자체 구동 GEH 센서를 보낼 수 있을 것이라고 생각합니다.

그래핀과 GEH
2004년에 발견된 그래핀은 원자 XNUMX개 두께의 흑연 시트입니다. 자립형 그래핀은 주변 온도에 반응하여 각 잔물결이 위아래로 뒤집히는 잔물결 구조를 가지고 있습니다.

Thibado는 “무엇이 얇을수록 유연성이 더 커집니다.”라고 말했습니다. “그리고 단 하나의 원자 두께에도 이보다 더 유연한 것은 없습니다. 그것은 끊임없이 위아래로 움직이는 트램폴린과 같습니다. 움직이는 것을 멈추려면 20켈빈까지 냉각해야 합니다.”

GEH는 두 개의 금속 전극 사이에 매달린 음전하 그래핀 시트를 사용합니다. 그래핀이 뒤집히면 상단 전극에 양전하가 유도됩니다. 뒤집어지면 하단 전극을 양으로 충전하여 교류 전류를 생성합니다. 전류가 양방향으로 흐르도록 반대 방향으로 배선된 다이오드를 사용하면 회로를 통해 별도의 경로가 제공되어 부하 저항에 작업을 수행하는 펄스 DC 전류를 생성합니다.

WoodNext 재단 정보: WoodNext 재단은 기술 혁신가이자 Roku CEO/창립자인 Anthony Wood와 그의 아내 Susan의 자선 활동을 관리합니다. 이들의 자선 활동은 인간의 진보를 촉진하고 만족스러운 삶을 가로막는 장애물을 제거하려는 전반적인 사명에 따라 이루어집니다. WoodNext 재단은 근본 원인 해결에 중점을 두고 과학 및 생물 의학 연구, 정신 건강, 노숙자, 교육, 자연 보호, 재해 복구 및 경제적 기회를 포함한 다양한 분야에 보조금과 투자를 제공합니다.

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